matlab與最優(yōu)化應(yīng)用

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1、Matlab與最優(yōu)化應(yīng)用在生活和工作中，人們對于同一個問題往往會提出多個解決方案，并通過各方面的論證從中提取最佳方案。最優(yōu)化方法就是專門研究如何從多個方案中科學(xué)合理地提取出最佳方案的科學(xué)。由于優(yōu)化問題無所不在，目前最優(yōu)化方法的應(yīng)用和研究已經(jīng)深入到了生產(chǎn)和科研的各個領(lǐng)域，如土木工程、機(jī)械工程、化學(xué)工程、運(yùn)輸調(diào)度、生產(chǎn)控制、經(jīng)濟(jì)規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)管理等，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。用最優(yōu)化方法解決最優(yōu)化問題的技術(shù)稱為最優(yōu)化技術(shù)，它包含兩個方面的內(nèi)容：1）建立數(shù)學(xué)模型即用數(shù)學(xué)語言來描述最優(yōu)化問題。模型中的數(shù)學(xué)關(guān)系式反

2、映了最優(yōu)化問題所要達(dá)到的目標(biāo)和各種約束條件。2）數(shù)學(xué)求解數(shù)學(xué)模型建好以后，選擇合理的最優(yōu)化方法進(jìn)行求解。最優(yōu)化方法的發(fā)展很快，現(xiàn)在已經(jīng)包含有多個分支，如線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、多目標(biāo)規(guī)劃等。??9.1概述?利用Matlab的優(yōu)化工具箱，可以求解線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃和多目標(biāo)規(guī)劃問題。具體而言，包括線性、非線性最小化，最大最小化，二次規(guī)劃，半無限問題，線性、非線性方程（組）的求解，線性、非線性的最小二乘問題。另外，該工具箱還提供了線性、非線性最小化，方程求解，曲線擬合，二次規(guī)劃等問題中大型課題的

3、求解方法，為優(yōu)化方法在工程中的實(shí)際應(yīng)用提供了更方便快捷的途徑。9.1.1優(yōu)化工具箱中的函數(shù)優(yōu)化工具箱中的函數(shù)包括下面幾類：1．最小化函數(shù)表9-1最小化函數(shù)表函數(shù)描述fgoalattain多目標(biāo)達(dá)到問題fminbnd有邊界的標(biāo)量非線性最小化fmincon有約束的非線性最小化fminimax最大最小化fminsearch,fminunc無約束非線性最小化fseminf半無限問題linprog線性課題quadprog二次課題?2．方程求解函數(shù)表9-2方程求解函數(shù)表函數(shù)描述線性方程求解fsolve非線性方程求解fz

4、ero標(biāo)量非線性方程求解?3．最小二乘（曲線擬合）函數(shù)表9-3最小二乘函數(shù)表函數(shù)描述線性最小二乘lsqlin有約束線性最小二乘lsqcurvefit非線性曲線擬合lsqnonlin非線性最小二乘lsqnonneg非負(fù)線性最小二乘?4．實(shí)用函數(shù)表9-4實(shí)用函數(shù)表函數(shù)描述optimset設(shè)置參數(shù)optimget??5．大型方法的演示函數(shù)表9-5大型方法的演示函數(shù)表函數(shù)描述circustent馬戲團(tuán)帳篷問題—二次課題molecule用無約束非線性最小化進(jìn)行分子組成求解optdeblur用有邊界線性最小二乘法進(jìn)行圖

5、形處理?6．中型方法的演示函數(shù)表9-6中型方法的演示函數(shù)表函數(shù)描述bandemo香蕉函數(shù)的最小化dfildemo過濾器設(shè)計的有限精度goaldemo目標(biāo)達(dá)到舉例optdemo演示過程菜單tutdemo教程演示?9.1.3參數(shù)設(shè)置利用optimset函數(shù)，可以創(chuàng)建和編輯參數(shù)結(jié)構(gòu)；利用optimget函數(shù)，可以獲得options優(yōu)化參數(shù)?！駉ptimget函數(shù)功能：獲得options優(yōu)化參數(shù)。語法：val=optimget(options,'param')val=optimget(options,'param',

6、default)描述：val=optimget(options,'param')返回優(yōu)化參數(shù)options中指定的參數(shù)的值。只需要用參數(shù)開頭的字母來定義參數(shù)就行了。val=optimget(options,'param',default)若options結(jié)構(gòu)參數(shù)中沒有定義指定參數(shù)，則返回缺省值。注意，這種形式的函數(shù)主要用于其它優(yōu)化函數(shù)。舉例：1．??????下面的命令行將顯示優(yōu)化參數(shù)options返回到my_options結(jié)構(gòu)中：val=optimget(my_options,'Display')2．????

7、??下面的命令行返回顯示優(yōu)化參數(shù)options到my_options結(jié)構(gòu)中（就象前面的例子一樣），但如果顯示參數(shù)沒有定義，則返回值'final':optnew=optimget(my_options,'Display','final');參見：optimset?●optimset函數(shù)功能：創(chuàng)建或編輯優(yōu)化選項(xiàng)參數(shù)結(jié)構(gòu)。語法：options=optimset('param1',value1,'param2',value2,...)optimsetoptions=optimsetoptions=optimset(o

8、ptimfun)options=optimset(oldopts,'param1',value1,...)options=optimset(oldopts,newopts)描述：options=optimset('param1',value1,'param2',value2,...)創(chuàng)建一個稱為options的優(yōu)化選項(xiàng)參數(shù)，其中指定的參數(shù)具有指定值。所有未指定的參數(shù)都設(shè)置為空矩陣[]（將參數(shù)設(shè)置為[