Математическая модель оптимизации параметров
Методы оптимизации
Математическое моделирование и оптимизация. Этапы построения математической модели. Методы оптимизации
Математическая модель оптимизации
Методы и модели оптимизации решений
Математический аппарат, применяемый при построении модели, зависит от типа модели. Так для алгоритмизации расчетных моделей используются аналитические формулы любой сложности, системы линейных или дифференциальных уравнений законы Кирхгофа, метод узловых токов и контурных напряжений. Для алгоритмизации прогностических моделей используются известные алгоритмы расчетных моделей, с выделением исходных данных и прогнозируемых параметров системы. Для математического описания оптимизационных моделей применяются специальные математические методы - методы оптимизации. Третий этап - реализация построенного алгоритма модели на ЭВМ. Исследование результатов численного моделирования, оценка их адекватности, и общей пригодности модели для использования. Интерпретация результатов моделирования и принятие решения об использовании математической модели или необходимости ее развития. Здесь определяется жизненный цикл модели и необходимость актуализаций модели, то есть изменения ее параметров в связи c изменением условия функционирования. Люди, приступая к осуществлению своих мероприятий, оценивают над их последствия и принимают решения, выбирая тем или другим образом зависящие от них параметры - способы организации мероприятий и процессов. В теории принятия решений используются оптимизационные модели и решаются задачи оптимизации. Цель оптимизации - улучшение некоторого показателя моделируемой системы или процесса путем подбора условий протекания процесса или выбора некоторых параметров системы. За критерий оптимальности принимается некоторая функция F x , называемая целевой функцией. Целевая функция аналитически выражает зависимость оптимизируемого показателя от некоторых параметров x, значения которых можно изменять, называемых управляемыми параметрами. Управляемые параметры x i являются независимыми друг от друга и в процессе оптимизации могут изменяться в известных пределах допустимой области D x. Аналитически область допустимых значений может задаваться аналитически в виде набора функций. В общем виде математическую задачу оптимизации можно сформулировать следующим образом:. Минимизировать максимизировать целевую функцию с учетом ограничений на управляемые переменные. Допустимая область изменения управляемых параметров не всегда выпукла и может быть неодносвязанной. Часто невозможно аналитическое решение системы нелинейных ограничений, и аналитическое нахождение точки экстремума сложной нелинейной целевой функций. Не существует универсальных, методов решения задач нелинейной оптимизации, но развито большое количество методов, применяемых для решения задач оптимизации одномерных унимодальных, многомерных унимодальных, одномерных полимодальных или многомерных полимодальных целевых функций. Задачи одномерной минимизации представляют собой простейшую математическую модель оптимизации, в которой целевая функция зависит от одной переменной, а допустимым множеством является отрезок вещественной оси:. К математическим задачам одномерной минимизации приводят прикладные задачи оптимизации с одной управляемой переменной. Кроме того, необходимость в минимизации функций одной переменной возникает при реализации некоторых методов решения более сложных задач оптимизации. Для решения задачи минимизации функции F x на отрезке [A, B] на практике, как правило, применяют приближенные методы. Они позволяют найти решения этой задачи с необходимой точностью в результате определения конечного числа значений функции F x и ее производных в некоторых точках отрезка [A, B]. Методы, использующие только значения функции и не требующие вычисления ее производных, называются прямыми методами минимизации. Большим достоинством прямых методов является то, что от целевой функции не требуется дифференцируемости и, более того, она может быть не задана в аналитическом виде. Единственное, на чем основаны алгоритмы прямых методов минимизации, это возможность определения значений F x в заданных точках. Самым слабым требованием на функцию F x , позволяющим использовать эти методы, является ее унимодальность наличие одного минимума в области допустимых значений. Поэтому далее будем считать функцию F x унимодальной на отрезке [A, B]. Метод перебора или равномерного поиска является простейшим из прямых методов минимизации и состоит в следующем. Вычислив значения F x в точках x i , путем сравнения найдем точку x m , где m - это число от 0 до n, такую, что. Метод применяется для нахождения экстремума-максимума или экстре- мума-минимума нелинейных одномерных унимодальных целевых функций. Суть метода в следующем. Отрезок на каждом этапе делится пополам. За первые две поиско-. Метод дихотомии, позволяя последовательно сокращать интервал неопределенности, требует вычисления двух значений обычно сложной целевой функции или постановки двух поисковых экспериментов при оптимизации идентификационной модели. Этот недостаток отсутствует в поиске Фибоначчи. Метод Фибоначчи основан на использовании последовательности чисел Фибоначчи для формирования уменьшающихся интервалов неопределенности, в пределах которых находится решение. Последовательность чисел Фибоначчи задается рекуррентной формулой. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Методы оптимизации Люди, приступая к осуществлению своих мероприятий, оценивают над их последствия и принимают решения, выбирая тем или другим образом зависящие от них параметры - способы организации мероприятий и процессов. Численные методы решения задач одномерной оптимизации Задачи одномерной минимизации представляют собой простейшую математическую модель оптимизации, в которой целевая функция зависит от одной переменной, а допустимым множеством является отрезок вещественной оси:
Инструкция по охране труда врача травматолога ортопеда
Бу тел 100 220 12 01а описание
Изменение структуры глинпри температурнфх ыоздействиях
Схема стартера автомобиля
Правило про склонения