外点罚函数法求解: min f(x) = (x1 - 2)2+(x2 - 1)2 约束条件 -0.25(x1)2-(x2)2+1>=0 x1-2x2 +1=0 接口函数[xstar, fxstar, iter] = penalty(penalty_func, contrains,Xo, ε)初始迭代点x。= (2,2),E= 1e-3
时间: 2023-11-10 19:06:19 浏览: 37
好的,您的问题是如何使用外点罚函数法求解给定的优化问题。
外点罚函数法是一种常用的求解带约束优化问题的方法。它通过将约束条件转化为罚函数,将原问题转化为一个无约束优化问题,并通过引入罚因子来逼近原问题的最优解。具体来说,对于带约束优化问题:
min f(x)
s.t. g(x) ≤ 0
h(x) = 0
可以将其转化为一个无约束优化问题:
min F(x) = f(x) + P(g(x)) + Q(h(x))
其中,P和Q分别是罚函数,通常定义为:
P(g(x)) = ρg(x) if g(x) > 0
0 if g(x) ≤ 0
Q(h(x)) = 1/2ρh(x)2
其中,ρ是一个罚因子,用于控制罚函数的强度。
在每一次迭代中,先求解无约束优化问题的最优解,然后检查是否满足约束条件。如果满足,则停止迭代;否则,增大罚因子,重新求解无约束优化问题,直到满足约束条件为止。
现在,我们来看一下如何使用外点罚函数法求解给定的优化问题。根据题目所给的信息,我们可以写出该问题的目标函数和约束条件:
min f(x) = (x1 - 2)2 + (x2 - 1)2
s.t. -0.25(x1)2 - (x2)2 + 1 ≥ 0
x1 - 2x2 + 1 = 0
接下来,我们可以根据外点罚函数法的步骤,定义罚函数和目标函数:
function fx = penalty_func(x, rho)
fx = (x(1) - 2)^2 + (x(2) - 1)^2 + rho * max(0, -0.25 * x(1)^2 - x(2)^2 + 1)^2 + (rho/2) * (x(1) - 2*x(2) + 1)^2;
end
function [xstar, fxstar, iter] = penalty(penalty_func, constraints, Xo, epsilon)
rho = 1;
iter = 0;
while true
[xstar, fxstar] = fminunc(@(x) penalty_func(x, rho), Xo);
if max(abs(constraints(xstar))) < epsilon
break;
end
rho = rho * 10;
iter = iter + 1;
end
end
其中,penalty_func定义了带罚函数的目标函数,constraints定义了约束条件,Xo是初始迭代点,epsilon是停止迭代的条件。
最后,我们可以调用penalty函数,求解给定的优化问题:
[Xo, fxstar, iter] = penalty(@penalty_func, @(x) [-0.25 * x(1)^2 - x(2)^2 + 1, x(1) - 2*x(2) + 1], [2, 2], 1e-3);
其中,@penalty_func和@(x) [-0.25 * x(1)^2 - x(2)^2 + 1, x(1) - 2*x(2) + 1]分别表示目标函数和约束条件。最后的结果将会返回最优解xstar、目标函数值fxstar以及迭代次数iter。