非线性规划的阳应用供应与选址问题基础强化.doc
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1、 武汉理工大学基础强化训练课程设计说明书 学 号: 0120911360214 自动化基础强化训练题 目自动化基础强化训练学 院自动化学院专 业自动化专业班 级0902班姓 名何润指导教师李浩2011年8月28日课程设计任务书学生姓名: 何润 专业班级: 自动化0902班 指导教师: 李浩 工作单位: 自动化学院 题 目: matlab在非线性规划的应用 初始条件:(1) Matlab6.5以上版本软件;(2) 课程设计辅导资料:“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab教程”、“Matlab宝典”、“Matlab及在电子信息课程中的应用”、MATLAB及其在理工课程中的应用指南等;(
2、3)先修课程:电路基础、模拟电路、数字电路、Matlab应用实践及信号处理类课程等。要求完成的主要任务: (1)熟悉Matlab的相关界面以及操作,掌握MATLAB的数值计算、符号运算、 基本绘图等功能,使用文本编辑器编辑m文件,并且运行,熟悉Simulink仿真环境;(2)对阻抗匹配网络进行原理分析、经过必要的推导建立数学模型,并求解得出正确的计算结果;(3)编写程序代码(含注释);(4)上机调试运行程序,给出程序运行结果和图表、以及实验结果分析和总结;(5)采用WORD撰写课程设计说明书,说明书中涉及的表格、电路图、图形等采用Word、Visol、Autocad、Matlab、Simuli
3、nk等软件绘制。说明书不少于8页(A4),课程设计的心得体会(至少500字)。时间安排:具体时间设 计 内 容8月25日指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等做具体介绍。学生确定选题,明确设计要求8月26日开始查阅资料,完成系统的分析、建模、求解,上机熟悉MATLAB相关界面与基本操作。8月27日采用MATLAB语言编程,上机调试,得出实验结果8月28日撰写课程设计说明书8月29日上交课程设计说明书,并进行答辩指导教师签名: 年 月 日系主任(或责任教师)签名: 年 月 日12 目录MATLAB简介21 MATLAB在非线性规划的应用3 1.1非线性规划应用的分析:3 1.1.
4、1使用临时料场的情形:.3 1.1.2 建立模型:4 1.1.3应用MATLAB对上面的题目编程:4 1.1.4 应用matlab编程计算结果截图:5 1.2.1 改建两个新料场的情形:.7 1.2.2 建立模型:.7 1.2.3 应用matlab对题目编程.8 1.2.4对应用matlab计算结果截图.102对比结果分析.113.心得与理会11参考文献12附成绩评定表.13MATLAB简介 MATLAB是由美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理计算系统环境,除了具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处理,可视化建模仿真和实时控制等功能.MATLAB的基本
5、数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言简捷得多.MATLAB是国际公认的优秀数学应用软件之一. 概括地讲,整个MATLAB系统由两部分组成,即MATLAB内核及辅助工具箱,两者的调用构成了MATLAB的强大功能.MATLAB语言以数组为基本数据单位,包括控制流语句,函数,数据结构,输入输出及面向对象等特点的高级语言,它具有以下主要特点: 1)运算符和库函数极其丰富,语言简洁,编程效率高,MATLAB除了提供和C语言一样的运算符号外,还提供广泛的矩阵和向量运算符.利用其运算符号和库函数可使其程序相当简短,两三行语句
6、就可实现几十行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能. 2)既具有结构化的控制语句(如for循环,while循环,break语句,if语句和switch语句),又有面向对象的编程特性. 3)图形功能强大 它既包括对二维和三维数据可视化,图像处理,动画制作等高层次的绘图命令,也包括可以修改图形及编制完整图形界面的,低层次的绘图命令. 4)功能强大的工具箱 工具箱可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱.功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能,图示建模仿真功能,文字处理功能以及与硬件实时交互的功能.而学科性工具箱是专业性比较强的,如优化工具箱,统计工具箱,控制工具箱,小波工具箱,图象处理工具箱,通信
7、工具箱等. 1 非线性规划的应用(供应与选址问题) 有6个建筑基地要开工,每个工地的位置(用平面坐标系a,b表示,距离单位:km)及水泥日用量d(单位:t)由下表给出。目前有两个临时料理场位于A(5,1),B(2,7),日储量各有20t。假设从料理场到工地之间均有直线道路相连。(1)试制定每天的供应计划,即从A,B两料理场分别运送多少吨水泥,使总的吨千米数最小。(2)为了进一步减少吨千米数,打算舍弃这两个临时料场,改建两个新的,日储备量各为20吨,应建在何处,节省的吨千米数为多大? 表1 工地位置(a,b)及水泥日用量d 123456 a1.258.750.55.7537.25 b1.250.
8、754.7556.57.75 c35476111.1非线性规划应用的分析对于这类供应与选址问题,我们首先要了解方案所要求的条件,即A ,B两个向各工地运送水泥的总吨千米数最小(送运送水泥的吨数乘以距离之和),这样我们可以建立模型,确定目标函数,得出约束条件,然后通过matlab软件编程计算可以得出结果1.1.1使用临时料场的情形1.1.2 建立模型 记工地的位置为(ai,bi),水泥日用量为di,i=1.,6;料理场的位置为(xj,yj),日储量为ej,j=1,2;从料场j向工地i的运送量为Xij。 目标函数为:约束条件为:当用临时料场时决策变量为Xij,当不使用临时料场时决策变量为Xij,x
9、j,yj。使用两个临时料场A(5,1),B(2,7)。求从料场j向工地i的运送量Xij,在各工地用量必须满足不超过日用储备量的条件下,使总得吨千米数最小。这是线性规划问题。线性规划模型为:1.1.3 编写程序gying1.m如下:cleara=1.25 8.75 0.5 5.75 3 7.25;b=1.25 0.75 4.75 5 6.5 7.75;d=3 5 4 7 6 11;x=5 2;y=1 7;e=20 20;for i=1:6 for j=1:2 aa(i,j)=sqrt(x(j)-a(i)2+(y(j)-b(i)2); endend CC=aa(:,1);aa(:,2);A=1 1
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