什么叫非线性规划法例题

什么叫非线性规划法例题
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非线性规划法是一种常用的优化技术,它用于求解具有非线性约束条件和目标函数的优化问题。在实际应用中,许多问题都可以转化为非线性规划问题,例如经济平衡问题、最优控制问题、信号处理问题等等。本文将通过一个简单的例子来说明非线性规划法的应用。

假设我们有一个简单的非线性规划问题,其目标函数为f(x,y) = 3x^2 4y^2,约束条件为g(x,y) = x^2 y^2 - 1 = 0。这是一个典型的非线性规划问题,因为目标函数和约束条件都是非线性的。

为了求解这个非线性规划问题,我们可以使用一种基于梯度下降法的非线性规划算法。具体步骤如下:

1. 初始化变量x和y的值;

2. 计算目标函数f(x,y)和约束条件g(x,y)的值;

3. 计算梯度函数,即f(x,y)和g(x,y)对x和y的偏导数;

4. 根据梯度下降法更新x和y的值;

5. 重复步骤2-4直到满足停止条件。

下面是一个简单的Pyho代码实现:

```pyhoimpor umpy as pfrom scipy.opimize impor miimize

# 定义目标函数和约束条件def f(x): reur 3x[0]2 4x2

def g(x): reur x[0]2 x2 - 1

# 定义梯度函数def grad_f(x): reur p.array([6x[0], 8x])

def grad_g(x): reur p.array([2x[0], 2x])

# 定义非线性规划算法def oliear_programmig(x0, ol=1e-6, max_ier=100): for i i rage(max_ier): # 计算目标函数和约束条件的梯度值 grad_f_val = grad_f(x0) grad_g_val = grad_g(x0) # 计算步长和方向 alpha = p.sqr(2ol/p.lialg.orm(grad_g_val)) bea = p.sqr(2ol/p.lialg.orm(grad_f_val)) dir_f = -grad_f_val/p.lialg.orm(grad_f_val) dir_g = -grad_g_val/p.lialg.orm(grad_g_val) dir = p.c_[dir_f, dir_g] # 更新变量值 x0 = x0 alphadir beap.cross(dir, p.array([0, g(x0)])) # 检查是否满足停止条件 if p.lialg.orm(grad_f(x0)) u003c ol ad p.lialg.orm(grad_g(x0)) u003c ol: break reur x0

# 初始化变量值x0 = p.array([1, 1])

# 使用非线性规划算法求解优化问题resul = oliear_programmig(x0)pri(