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二十世纪六十年代以来,非线性规划一直是各学科普遍关注的研究领域,几何规划是非线性规划的特殊形式,对其理论研究和算法软件开发具有重大的理论和实践意义,主要表现在以下三个方面:一.几何规划是一类特殊的非线性规划,它包含了线性规划、二次规划、多项式规划等许多特殊规划;二.几何规划的应用几乎涉及自然科学和社会科学的各个领域,特别是许多工程设计中抽象出来的模型都是几何规划的形式,因此它已成为研究与解决自然科学与工程中许多复杂问题的一个强有力的工具;三.对算法的软件开发为实际应用领域中的研究者提供了应用工具,同时也实现算法研究的应用价值。
本论文对广义几何规划的分解算法和软件实现进行了深入的研究,充分利用目标函数和约束函数的特征,应用分解方法研究广义几何规划在困难度不同情况下的各种算法以及对这些算法的Matlab应用程序实现,并把这些Matlab应用程序与Vc++程序对接,完成应用程序的开发。
本论文的研究内容主要概括为以下四个方面:
(1)根据广义几何规划的特征,证明了广义几何规划的一般形式一定可以转化为反向几何规划的标准形式(RGP),定理的证明过程同时给出了转化的方法。当困难度等于零时,根据(RGP)问题的特征,将其等价地转化为一种可分解的形式,通过对分解后的子问题进行研究,归纳出原问题的算法,并介绍了Matlab程序编制的思路,给出程序源代码。
(2).当困难度小于零时,同样将原问题等价地转化为可分解的形式,主要分析研究了这种情况下分解算法的可计算性,从而设计出求解算法,并对该算法的Matlab程序实现进行了介绍。
(3).对困难度大于零的情况,为了能够利用上述分解算法的思想,我们采用构造拉格朗日对偶函数的方法,根据对偶理论确立了对偶分解算法,通过求解对偶子问题进而获得原问题的最优解。
(4).在分解算法Matlab程序已经实现的基础上,对广义几何规划的应用程序进行了软件实现,主要研究应用Vc++编制面向用户的窗口程序,以及数据的输入和两种编程工具的混合编程,最终形成了求解广义几何规划的算法软件。