Matlab随笔之线性规划
LP(Linear programming,线性规划)是一种优化方法,在优化问题中目标函数和约束函数均为向量变量的线性函数,LP问题可描述为:
min x
s.t.
A·x b
Aeq·x=beq
vlb x vub
其中 ,b,beq均为向量,A,Aeq为矩阵,x为向量变量.矩阵A和向量b是线性不等式约束条件的系数,
Aeq和beq是等式约束条件的系数.
在MATLAB中,用于LP的求解函数为linprog.其调用格式为:
[x,fval,lambda]=linprog(f,A,b,Aeq,beq,vlb,vub,x0,options)
其中f,A,b,是不可缺省的输入变量,x是不可缺省的输出变量,它是问题的解.vlb,vub均是向量,分别表示x的下界和上界,x0为x的起始点,options为optimset函数中定义的参数的值,fval是目标函
数在解x处的值,lambda为在解x处的lagrange乘子.lambda.lower对应于vlb,lambda.upper对应于ulb,lambda.ineqlin是对应于线性不等式约束的,lambda.eqlin是对应于线性等式约束的.
例子1
>>% 求解下列线性规划问题
% max z=2x1+3x2-5x3
% s.t. x1+x2+x3=
% 2x1-5x2+x3>=
% x1+3x2+x3<=
% x1,x2,x3>= f=[;;-];%目标函数列矩阵
A=[-,,-;,,];%不等矩阵
b=[-;];
Aeq=[,,];%相等矩阵
beq=;
x=linprog(-f,A,b,Aeq,beq,zeros(,));
%zeros(m,n)产生m×n的double类零矩阵,zeros(n)产生n×n的全0方阵
value=f'*x%目标值,其值等于[x,y]=linprog(-f,A,b,Aeq,beq,zeros(3,1))的-y
Optimization terminated. value = 14.5714 >> x x = 6.4286
0.5714
0.0000 >>
例子2
>> % 求解下列线性规划问题
% min z=2x1+3x2+x3
% s.t. x1+4x2+2x3>=
% 3x1+2x2>=
% x1,x2,x3>=
f=[;;];
A=[-,-,-;-,-,];
b=[-;-];
x=linprog(f,A,b,[],[],zeros(,))%无等式,用[]代替
value=f'*x %其值等于[x,y]=linprog(f,A,b,[],[],zeros(3,1))的y
Optimization terminated. x = 0.8066
1.7900
0.0166 value = 7.0000 >>
例子3
% min z=|x1|+|x2|+|x3|+|x4|;
% s.t. x1-x2-x3+x4=;
% x1-x2+x3-*x4=;
% x1-x2-*x3+*x4=-0.5
%目标函数
objfun=@(x)abs(x())+*abs(x())+*abs(x())+*abs(x())
%等式约束
Aeq=[ - -
- –
- - ];
beq=[ -0.5]';
x0=[ ];%给一个初值 很关键
x=fmincon(objfun,x0,[],[],Aeq,beq) %下面是根据的需要改进的程序
依据:|x|=u+v,x=u-v(u,v>=0) min z=[ ]*[u1 u2 u3 u4 v1 v2 v3 v4];
s.t. A=[ - - - -
- - - -
- - - -] x=[u1 u2 u3 u4 v1 v2 v3 v4]' b=[ -0.5]' Ax=b
x>= %目标函数
f=[ ];
%等式约束
Aeq=[1 -1 -1 1
1 -1 1 -3
1 -1 -2 3];
Aeq=[Aeq,-Aeq];
beq=[ -0.5]';
%边界条件
lb=zeros(,);
%调用linprog
x=linprog(f,[],[],Aeq,beq,lb) Optimization terminated.
x =
0.2500
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.2500
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