利用matlab求解非线性目标函数

函数介绍

使用fmincon函数来进行求解,格式为

[x,y] = fmincon(f,x0,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon,options)

其中,f表示所求的目标函数,x0表示初始值,A,b,Aeq,beq表示线性的约束,lb,ub表示上界和下届,nonlcon表示非线性的约束,x表示取得最小值时的值,y表示取得的最小值。

当参数某一项为空,可以设置成[],例如约束 x > 1 x>1 x>1可以设置成lb=1,ub=[]。

设置函数参数

m i n f ( x ) = x 1 2 + x 2 2 min f(x) = x_1^2+x_2^2 minf(x)=x12+x22
s . t . x 1 2 > 1 ; x 2 2 > 5 s.t. x_1^2>1; x_2^2>5 s.t.x12>1;x22>5
将目标函数调整成标准的形式
x 1 2 − 1 > 0 , x 2 2 − 5 > 0 x_1^2-1>0,x_2^2-5>0 x121>0,x225>0

针对此优化问题,约束条件里没有线性的约束,则A,b,Aeq,beq设置成[],然后只需建立非线性约束的函数即可。

步骤

首先建立目标函数的m文件

function f = fun1(x)
        f = x(1)^2 + x(2)^2;
end

然后建立约束的m文件

function [g,h] = fun2(x)
        g=[x(1)^2-1 
            x(2)^2-5];
        h=[];
end

其中,g表示不等约束,h表示等式约束
最后建立主函数

clc;clear;close all 
[x,y] = fmincon('fun1',[1;1],[],[],[],[],[],[],'fun2')

这里设置的初始值为[1;1]

结果分析

经过运算得到
在这里插入图片描述
然后对所得到的结果进行验证
通过穷举方法进行画图
在这里插入图片描述
从图中可以得到当最优点趋近(0,0)时候,目标函数的值更小,而上面计算出来的结果非常接近,因此得到的结果正确。

Matlab 中,可以使用函数 fzero() 来求解非线性函数的单个解,但是如果需要求解多个解,则需要使用其他函数来实现。下面介绍两种常用的方法: 1. 使用 fsolve() 函数:该函数可以求解多个非线性方程组的解,其中每个方程都可以是任意的非线性函数。具体使用方法如下: ```matlab % 定义非线性方程组,例如: f = @(x) [x(1)^2 + x(2)^2 - 1; (x(1)-1)^2 + x(2)^2 - 1]; % 初始猜测解 x0 = [0,0]; % 求解 [x,fval,exitflag] = fsolve(f,x0); ``` 其中,函数 f() 定义了一个非线性方程组,x0 是初始猜测解,fsolve() 的输出包括解 x、方程组的值 fval 和求解的状态 exitflag。 2. 使用 fmincon() 函数:该函数可以求解非线性约束优化问题,其中目标函数和约束条件都可以是非线性函数。如果要求解非线性函数的多个解,可以将目标函数设置为非凸函数,然后多次运行该函数,每次使用不同的初始猜测解。具体使用方法如下: ```matlab % 定义目标函数和约束条件,例如: fun = @(x) x(1)^2 + x(2)^2; nonlcon = @(x) [x(1)^2 + x(2)^2 - 1; (x(1)-1)^2 + x(2)^2 - 1]; % 设置优化参数 options = optimoptions('fmincon','Algorithm','sqp'); % 求解多个解 for i = 1:10 x0 = rand(1,2); [x,fval,exitflag] = fmincon(fun,x0,[],[],[],[],[],[],nonlcon,options); % 处理解 x end ``` 其中,目标函数 fun 和非线性约束条件 nonlcon 都可以是任意的非线性函数,x0 是初始猜测解,options 是优化参数,for 循环可以多次运行 fmincon() 函数来求解多个解。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值