用内点法求解带有非线性约束的非线性双层规划问题的matlab代码
时间: 2024-05-11 14:18:01 浏览: 160
内点法是一种常用的求解带有非线性约束的非线性规划问题的方法,下面是一个简单的matlab代码示例,用于求解带有非线性约束的非线性双层规划问题:
```
% 定义目标函数和约束条件
f = @(x) -x(1)-x(2); % 目标函数
g1 = @(x) x(1)^2+x(2)^2-1; % 第一层约束条件
g2 = @(x) -x(1)-x(2)+1; % 第二层约束条件
% 定义内点法参数
tol = 1e-6; % 精度
max_iter = 100; % 最大迭代次数
alpha = 0.1; % 步长因子
beta = 0.9; % 步长因子
% 定义初始点
x0 = [0.5; 0.5];
% 内点法迭代求解
for k = 1:max_iter
% 计算目标函数和约束条件的梯度和海森矩阵
grad_f = [-1; -1];
grad_g1 = [2*x(1); 2*x(2)];
grad_g2 = [-1; -1];
hess_f = eye(2);
hess_g1 = [2, 0; 0, 2];
hess_g2 = zeros(2);
% 计算KKT条件
F = [grad_f - grad_g1*lambda1 - grad_g2*lambda2; g1(x); g2(x)];
J = [-grad_g1, -grad_g2; hess_g1, zeros(2); zeros(2), hess_g2];
KKT = [J, F; F', 0];
% 判断是否满足精度要求
if norm(F) < tol
break;
end
% 计算搜索方向
d = -KKT \ [F; 0];
% 计算步长
alpha = alpha;
while (g1(x+alpha*d) > 0) || (g2(x+alpha*d) > 0)
alpha = beta*alpha;
end
% 更新变量
x = x + alpha*d(1:2);
lambda1 = lambda1 + alpha*d(3);
lambda2 = lambda2 + alpha*d(4);
end
% 输出结果
disp(['Optimal solution: x1 = ', num2str(x(1)), ', x2 = ', num2str(x(2))]);
disp(['Optimal objective value: ', num2str(f(x))]);
```
需要注意的是,内点法需要对目标函数和约束条件的梯度和海森矩阵进行计算,因此在实际应用中需要对目标函数和约束条件进行求导。此外,内点法的收敛性和稳定性与初始点的选择有关,因此需要对初始点进行合理选择。
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