2022年罚函数法MATLAB程序 .pdf

一、进退法、0.618 法、Powell 法、罚函数法的Matlab 程序设计罚函数法（通用）function y=ff(x,k)y=-17.86*0.42*x(1)/(0.8+0.42*x(1)*(1-exp(-2*(0.8+0.42*x(1)/3)*exp(-1.6)*x(2)-22.99*x(1)/(0.8+x(1)*(1-exp(-2*(0.8+x(1)/3)*x(3)+k*(x(2)-(1.22*102*(9517.8*exp(-1.6-2*0.42*x(1)/3)*x(2)+19035.6*exp(-2*x(1)/3)*x(3)/(1.22*102+9517.8*exp(-1.6-2*0.42*x(1)/3)*x(2)+19035.6*exp(-2*x(1)/3)*x(3)2+k*(x(3)-exp(-0.8-2*x(1)/3)*x(3)-exp(-2.4-2*0.42*x(1)/3)*x(2)2;%主函数，参数包括未知数的个数n，惩罚因子q，惩罚因子增长系数k，初值 x0，以及允许的误差r function G=FHS(x0,q,k,n,r,h,a)l=1;while(l)x=powell(x0,n,q,r(1),h,a);%调用 powell 函数g(1)=ff1(x),g(2)=ff2(x).g(p)=ffp(x);%调用不等式约束函数，将其值%存入数组g h(1)=hh1(x),h(2)=hh2(x).h(t)=hht(x);%调用等式约束函数，将其值%存入数组h for i=1:p if g(i)r for j=1:t if abs(h(j)r(2)continue;else break;end end else break;end end if(i=p)&(j=t)%如果所有约束条件的值都在允许的范围内就结束%搜索，否则加大惩罚力度继续搜索l=0;else x0=x;q=k*q;end end G=x%powell算法，用于寻找无约束最优值点function powel=powell(x0,n,q,r,h,a)d=eye(n);%n 个线性无关的初始搜索方向k=1;名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 5 页 -kk=1;xx(1,1:n)=x0;while(kk)y(1,1:n)=xx(k,1:n);for j=1:n s(j)=HJ(y(j,1:n),d(j,1:n),q);%调用 0.618 算法y(j+1,1:n)=y(j,1:n)+s(j).*d(j,1:n);end d(n+1,1:n)=y(n+1,1:n)-y(1,1:n);if(norm(d(n+1,1:n),2)=ww)m=i;end end cha=ff(y(1,1:n),q)-2*ff(y(n+1,1:n),q)+ff(2*y(n+1,1:n)-y(1,1:n),q);cha1=2*(ff(y(m,1:n),q)-ff(y(m+1,1:n),q);if(cha=0.1)if y1y2 b=r2;r2=r1;y2=y1;r1=a+(1-r)*(b-a);y1=ff(x0+r1.*dd,q);else a=r1;r1=r2;y1=y2;r2=a+r*(b-a);y2=ff(x0+r2.*dd,q);end end w=(r1+r2)/2%进退法function a,b=JTF(x0,h,d,dd,q)r0=0;y0=ff(x0+r0.*dd,q);k=0;l=1;while(l)r1=r0+h;y1=ff(x0+r1.*dd,q);if y1y0 h=d*h;r=r0;r0=r1;y0=y1;else if k=0;h=-h;r=r0;else l=0;break;end end k=k+1;end a=min(r,r1);b=max(r,r1);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 5 页 -二、进退法、0.618 法的 C 语言程序设计例1 设 f(x)=x2-2*x+4，试确定初始搜索区间，并输出迭代次数main（）int n=0；float t，h，a，b，c，d，f1，f2；printf（“t，h：”）；scanf（“%f，%f”，&t，&h）；f1=t*t-2*t+4；if（t+h）*（t+h）-2*（t+h）+4=f1）c=t+h;f2=c*c-2*c+4;else h=-h;c=t+h;f2=c*c-2*c+4;while(f2=f1)h=2*h;d=t;t=c;f1=f2;c=t+h;f2=c*c-2*c+4;n=n+1;if(c=d)a=c;b=d;else a=d;b=c;printf(“a,b=%.2f,%fn”,a,b);printf(“n=%dn”,n);运行情况如下：（1）t,h:0,0.05 a,b=0.35,1.55 n=4(2)t,h:-1.0,0.02 a,b=0.26,4.10 n=7(3)t,h:-100,0.01 a,b=-59.05,63.83 n=13 例2 用0.618 法求 f(x)=8x3-2*x2-7*x+3 的局部最优解 允许误差=0.0001，初始点设为 x0=0，初始步长h=1#include“math.h”float f(x)float x；float y;y=(8.0*x-2.0)*x-7.0)*x+3.0;return(y);main()int n=0;float t,h,a,b,c,d,x0,f0,f1,f2,fc,fd;printf(“t,h:”);名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 5 页 -scanf(“%f,%f”,&t,&h);f1=f(t);if(f(t+h)=f1)c=t+h;elseh=-h;c=t+h;f2=f(c);while(f2=f1)d=t;t=c;f1=f2;c=t+h;f2=f(c);if(c=fd)a=c;c=d;fc=fd;d=a+0.618*(b-a);fd=f(d);else b=d;d=c;fd=fc;c=a+0.382*(b-a);fc=f(c);n+;while(b-a0.0001);x0=(a+b)/2.0;f0=f(x0);pintf(“n=%d,x0=%7.4f,f0=%7.4fn”,n,x0,f0);运行情况如下：t,h:0,1.0 n=21,xo=0.6298,f0=-0.2034名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 5 页 -