使用Lingo求解最优化问题
时间: 2024-05-13浏览次数:
Lingo是一款求解最优化问题的软件,可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。首先介绍一下什么是最优化问题。最优化问题,即在所有可行的方案中选出使得目标最优的方案的实际问题。优化问题的三要素是:决策变量约束条件目标函数根据决策变量取
Lingo是一款求解最优化问题的软件,可以用于求解非线性规划,也可以用于一些线性和非线性方程组的求解等,功能十分强大,是求解优化模型的最佳选择。

首先介绍一下什么是最优化问题。
最优化问题,即在所有可行的方案中选出使得目标最优的方案的实际问题。
优化问题的三要素是:

根据决策变量取值情况不同,分为连续型和离散型。
根据有无约束条件分为无约束优化和带约束优化。
根据处理思想方法不同,分为数学规划(函数优化问题)、组合优化、图论与网络流、动态规划、目标优化、模糊优化、随机优化、对策与决策……
求解这样一个问题,只需直接输入如下代码,写法基本与数学公式一直,不用改写成标准形式
min=2*x1+3*x2;
x1+x2>=350;
x1>=100;
2*x1+x2<=600;
点击 图标运行:

可以看到直接识别出了问题类型,并找到了全局最优解。

@free: 可正可负(默认大于等于0)
@gin:整数
?一定要在Lingo选项->求解非线性菜单中勾选二次规划识别!!否则会按照INLP问题求解,只能得出局部最优解。

max=98*x1+277*x2-x1^2-0.3*x1*x2-2*x2^2;
x1+x2<=100;
x1<2*x2;
@gin(x1);@gin(x2);

- 算数运算符 + - * / ^
- 关系运算符 <(=)=>(=)
- 逻辑运算符
- 否定 #NOT#
- 相等 #EQ#
- 不等 #NE#
- 与 #AND#
- 或 #OR#
- 大于 #GT#
- 大于等于 #GE#
- 小于等于 #LE#
- 小于 #LT#
- @ABS(x) 绝对值
- @SIN(x),@COS(x) ... 三角函数
- @EXP(x) 返回

- @LOG(x) 自然对数
- @SIGN(x) x<0返回-1;否则返回1
- @FLOOR(x) 返回x靠近0的整数部分,如@FLOOR(1.2)=1,@FLOOR(-2.3)=-2
- @pbn(p,n,x) 二项分布
- @pcx(n,x) 卡方分布
- @pfd(n,d,x) F分布
- ……
Lingo变量默认是非负的
- @bin(x) x=0或1
- @bnd(L,x,U)

- free(x) 实数
- @gin(x) 整数
@IF(logical_condition,true_result,false_result)
例:分段函数
f\\left( x \\right)=\\begin{cases}100,x>0\\ 2x, x\\le 0\\ \\end{cases}
fx=@if(x #gt# 0,100,2*x)
- @in(set_name,index_1[,index_2]) 是否在集合中,返回0/1
- @wrap(index,limit) 取模,返回 j=index-k*limit=index(mod limit) +1, k为整数,保证j在[1, limit]内
- @size(set_name) 集合成员个数
- @FOR(set_name:constraint_expressions) 对每个元素生成约束
- @MAX(set_name:expressions) 表达式的最大值
- @MIN(set_name:expressions) 表达式的最小值
- @SUM(set_name:expressions) 表达式的和
例:产生序列{1,4,9,16,25}
model: sets: number/1..5/:x; endsets @for(number(i):x(i)=i^2); end
例:
matlab s=@sum(number(i)|i#le# 5: x); !前5个求和 m=@min(number(i)|i#ge# 5: x); !5个之后的最小值

@status()
- 0 Global Optimum 全局最优
- 1 Infeasible 不可行
- 2 Unbounded 无界
- 3 Undetermined 不确定
- 4 Feasible 可行
- 5 Infeasible or Unbounded
- 6 Local Optimum 局部最优
- 7 Locally Infeasible 局部不可行(可行解可能存在,但lingo没找到)
- 8 Cutoff 目标函数的截断值被达到
- 9 Numeric Error 算数错误
- 尽量使用实数优化,减少整数约束和整数变量
- 尽量使用光滑优化,少用绝对值、符号函数、多变量求最大/最小值、四舍五入、取整等
- 尽量使用线性模型,x/y<5改为x<5y
- 合理设置上下界,尽可能给出变量初始值
- 参数数量级适当,不同参数数量级差距一般要求小于3
原文地址:
最优化问题求解及Lingo教程
ps. 知乎的markdown支持也太差了吧,公式识别不了,图片屡屡上传失败,这点真该跟隔壁csdn学学