Файл: Падалко Л.П. Математические методы оптимального планирования развития и эксплуатации энергосистем учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.07.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 0
при х.-= |
ft |
|
|
о |
. Выберем среди всех отношений |
' |
наи- |
||
меньшее, и пусть оно соответствует 1-му базисной |
пере |
|||
менной: |
|
|
|
|
А _ = |
п і і п - Ь _ |
( а ; - > 0 ) . |
|
|
Тогда при возрастании Xj 'первой обращается в н у л ь |
||||
базисная |
переменная |
хь+с при значении х- равном |
.. |
Остальные базисные переменные будут при этом неотри
цательны. Коэффициент а/ ; - |
называется |
|
генеральным- |
|||||||||||||||||
элементом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Таким |
образом, |
для того |
чтобы |
определить |
макси |
||||||||||||||
мально |
допустимое |
значение |
свободной |
переменной |
Xjy |
|||||||||||||||
мы д о л ж н ы найти |
|
генеральный |
элемент |
<х(.;-. Д а л е е |
сле |
|||||||||||||||
дует |
свободную |
переменную |
|
х} |
и |
базисную |
.переменную |
|||||||||||||
Xk+i |
поменять |
местами и выразить |
новый |
набор |
базис |
|||||||||||||||
ных Переме'ННЫХ |
Л'А+1, |
|
Xk+l-u |
|
Xj, |
Xk+i+U |
|
Xk+m |
||||||||||||
через |
новый |
набор |
свободных |
переменных |
Х\, |
Лу _ и |
||||||||||||||
|
З а п и ш е м |
i-e |
уравнение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
x k |
+ i |
- р,. — (адЛ-j + а/ 2 л\, -Ь ... |
+ |
а , / _ , |
лу_і |
+ |
a^-Xj |
+ |
|
||||||||||
+ |
а</+1*7+1 + |
••• + |
|
а ; Л ) - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Поменяем |
Xk+i |
|
и xf |
местами: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Xj |
= |
— |
(Р, — ОдЛ"! — |
... — |
а,7 _1 |
л-/_1 |
— |
|
|
— |
|
|
|||||||
|
|
|
аи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
ац+ixj+i |
— |
|
|
aikxk). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
И с к л ю ч им переменную Xj |
из свободных переменных IB. |
||||||||||||||||||
остальных |
уравнениях |
системы. Д л я |
|
Z-ro уравнения |
по |
|||||||||||||||
лучим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
xk+i |
= |
Pi |
— |
Ia a |
* i + |
... + |
a,;-_i x}-i |
+ |
atj |
ГГ 0Р/ |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L <ч |
|
|
|
— |
|
|
*1 |
" Г |
••• |
4 |
|
|
* / - ! |
" I |
|
|
Л'А+І |
І |
|
|
+ l |
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
c t / / + i |
л : / + і |
+ |
... + |
alkxk\. |
|
|
|
|
25,
Р а с к р ы в скобки и приведя подобные члены, получим
|
|
|
|
а и а п |
х\ |
+ |
...+ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
< W - i |
|
|
|
|
|
|
|
+ ( а / / - 1 - |
Xj-i |
— ~ x k . b |
i |
+ |
\a,j+i |
|||
|
аи |
|
|
|
|
|
|
|
|
xI+l + ... + |
[а1к |
'-— |
|
\х„ |
|
(1.3) |
|
Ц е л е в а я |
функция |
в |
результате |
подстановки будет |
||||
•иметь вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ъ |
— -hr- |
k i + |
••• |
+ |
+ |
l Y , - . - ^ k 1 au - ^ - M - M ^ |
||||||
Y; a«7±i |
xi+i + ... |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
П р и н и м а я свободные переменные равными нулю, на |
|||||||
ходим |
новое базисное решение: |
|
|||||
хх |
= |
0, ... , |
xk~i = 0, ... , |
хк = |
0; |
|
|
|
+ / = Р; |
О/А |
Р.' |
|
|
||
|
|
а, |
|
|
|||
|
|
|
|
И«7 |
|
|
|
Т а к |
ка к Xj = 0, х2 = 0, |
хк |
= 0, то целевая |
функция |
|||
F = Уо |
|
—• |
|
|
|
||
Н а |
этом |
|
заканчивается |
первый ша г решения. З а т е м |
|||
процесс решения повторяется |
аналогично. |
Критерием |
окончания решения, т. е. достижения оптимального ба зисного решения, является отрицательность коэффициен тов в целевой функции.
Р е з ю м и р у я сказанное выше, отметим порядок расче та по симплексному методу.
26
1. Приводим систему ограничений к виду, разрешен
ному относительно какого |
-либо исходного |
базиса. |
|
2. В ы р а ж а е м |
целевую |
функцию через |
свободные пе |
ременные. Если |
в полученном в ы р а ж е н и и |
все коэффици |
енты при свободных переменных неотрицательны, то ба зисное решение является оптимальным .
3. Если среди коэффициентов целевой функции име ются отрицательные, то берем любой из них (пусть это будет коэффициент при xj). Просматриваем столбец из
коэффициентов при Xj в правых частях |
системы |
ограни |
||||||||||
чений. Если |
все числа |
этого |
столбца |
неотрицательны, |
||||||||
то з а д а ч а не имеет |
решения. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. Пусть в столбце коэффициентов, упомянутых вы |
||||||||||||
ше, |
имеются |
отрицательные. Д л я к а ж д о г о из них нахо- |
||||||||||
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дим |
отношение |
——. Выбираем |
среди |
этих |
отношений |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р |
|
|
|
наименьшее. Пусть |
оно соответствует |
. Элемент |
а,-- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aU |
|
|
|
называется |
генеральным. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
5. Переходим к новому базису, исключая из старого |
||||||||||||
Xk+i |
и вводя |
вместо него |
Xj. |
Д л я этой |
цели |
уравнение, |
||||||
с о д е р ж а щ е е |
Xk+i, |
разрешается |
относительно |
xJt |
и полу |
|||||||
ченное таким |
путем в ы р а ж е н и е |
для х( |
подставляем |
во |
||||||||
все |
остальные |
уравнения |
системы |
ограничений. |
|
|
||||||
После этого |
в о з в р а щ а е м с я |
к выполнению |
п. 2. |
|
||||||||
К а к видно, изложенная процедура решения |
является |
|||||||||||
довольно трудоемкой . В следующем |
п а р а г р а ф е будет из |
|||||||||||
л о ж е н о такое |
решение с п о м о щ ь ю |
симплексных |
таблиц, |
|||||||||
позволяющих |
наиболее трудную часть вычислений свести |
к минимуму путем выполнения стандартных операций по заполнению таблиц .
§1.4. Симплексные таблицы
С помощью симплексных таблиц осуществляется вся изложенная в ы ш е система перехода от одного базисного решения к другому. Пусть система ограничений задачи, разрешенная относительно базисных переменных, запи сана в табл . 1.1.
К а ж д а я строка |
симплексной таблицы |
соответствует |
||
одному |
уравнению |
системы |
ограничений |
задачи . По |
следняя |
строка соответствует |
целевой функции. Отметим, |
27
Базисные |
Свободные |
|
переменные |
члены |
|
|
Pi |
«11 |
* |
|
|
Xk + I |
h |
—ІацЦ) |
|
||
|
|
Xk + i |
h |
|
Ці |
||
|
Xk-i-m
—4l*mj
F |
To |
ї ї |
Спободные переменные
\*S
"и
—'-41
aIs
—ha.[j
111
X
ams |
amj |
—lamj
Is
Таблица 1.1
xk
la l k
—^aikamj
Ik
-Чей —lany
что элементы таблицы располагаются в верхних отделе
ниях соответствующих |
клеток. |
|
|
|
|
|
|
Выполним теперь преобразования в симплексной |
таб |
||||||
лице в следующей |
последовательности. |
|
|
|
|
||
1. Выберем генеральный элемент и найдем |
величину |
||||||
* = - L , |
|
|
|
|
|
|
|
З а п и ш е м А в клетку |
ij. |
|
|
|
|
|
|
2. Умножим на |
X все коэффициенты |
(кроме |
а у ) |
из |
|||
верхних отделений |
і-й |
строки и |
поместим |
полученные |
|||
произведения в нижние отделения |
соответствующей клет |
||||||
ки этой ж е строки. |
|
|
|
|
|
|
|
3. Умножим на —X все коэффициенты |
(кроме |
а/ у -) |
из |
||||
верхних отделений |
у-го |
столбца и |
поместим |
полученные |
произведения в соответствующие нижние отделения это го ж е столбца.
4.Подчеркнем в і-й строке числа, расположенные в верхних отделениях, а в у'-м столбце — числа в нижних отделениях.
5.Число, вносимое в н и ж н ю ю ячейку клетки на пере сечении 1-й строки и s-ro столбца, находим перемноже
нием записанных |
подчеркнутых чисел из той ж е |
1-й стро |
|
ки и того |
ж е s-ro |
столбца. |
|
После |
заполнения указанным образом всех |
клеток |
табл . 1.1. осуществляется преобразование последней в новую таблицу. С этой целью производятся далее сле дующие две операции ее заполнения.
6.Во все верхние отделения клеток і-й строки и у'-го столбца поместим числа из нижних отделений.
7.В к а ж д о м верхнем отделении остальных клеток по местим число, равное сумме чисел из верхних и нижних отделений клеток.
В результате получим табл . 1.2.
Нетрудно убедиться в том, что эта таблица соответ ствует системе ограничений с новыми базисными пере менными. Переход от одной таблицы к другой отвечает системе преобразований, необходимых для перевода сво
бодной переменной X: в базисную вместо Xk+i, |
а послед |
ней — в свободную. Система соответствующих |
алгебраи |
ческих преобразований была проделана выше. Если сопо
ставим в ы р а ж е н и е (1.3) д л я |
базисной |
переменной |
x^+i |
со строкой k + l, то заметим |
полное их |
совпадение. |
|
29