Численные методы расчёта, моделирования и проектирования технологических процессов и оборудования. Майстренко А.В - 138 стр.

UptoLike

138
14.3. МЕТОДЫ ШТРАФНЫХ ФУНКЦИЙ
В основе этих методов решения задачи (14.1) (14.3) лежит по-
строение конечной последовательности точек
(
)
Ttx
t
...,,1,0, =
, ко-
торая начинается с заданной точки
(
)
0
x
и заканчивается точкой
(
)
T
x
,
дающей наилучшее приближение к x
среди всех точек построенной
последовательности. В качестве точек
(
)
Ttx
t
...,,2,1, =
берутся ста-
ционарные точки так называемой штрафной функции. С помощью
штрафной функции исходная задача условной минимизации преобра-
зуется в последовательность задач безусловной минимизации. Кон-
кретные методы, основанные на указанной общей схеме, определяются
видом штрафной функции, а также правилами, по которым произво-
дится пересчёт штрафных параметров по окончании очередного цикла
безусловной минимизации.
Штрафная функция определяется выражением
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
xhxgRxfRxP ,,, +=
, (14.7)
где R набор штрафных параметров, а так называемый штраф явля-
ется функцией R и функций, задающих ограничения.
Рассмотрим наиболее широко используемые типы штрафов.
1. Квадратичный штраф, используемый для ограничений ра-
венств
(
)
[
]
2
xhR=
.
При минимизации этот штраф препятствует отклонению величи-
ны
(
)
xh
от нуля, а при увеличении R стационарная точка соответст-
вующей штрафной функции
(
)
RxP ,
приближается к
x
.
2. Бесконечный барьерштраф, используемый для ограничений
неравенств
(
)
=
Kk
k
xg
20
10
, где
K
множество индексов нарушен-
ных ограничений, т.е.
0<
k
g
при
Kk
. В этом случае штраф приоб-
ретает бесконечно большие значения. Если же неравенство выполняет-
ся, то штраф равен нулю (рис. 14.1).
+
0
)(xg
Рис. 14.1. Штраф «бесконечный барьер»