Файл: Пивоваров, С. Э. Моделирование процессов прогнозирования в приборостроении.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Оценки Д/ векторов условий вычисляются по аналогичным фор­ мулам:

д ; = д , - ^ д * .

(5 .2 .23)

Докажем, что новый псевдобазис оптимален при t = t, может быть оптимальным при t > 1, но не может быть оптимальным при

t < t. Действительно,

из соотношений (5.2.20) и (5.2.22) следует,

что *го(7) = xi0(t) Зг 0.

находим, что псевдоплан Х'Ц) может быть

Из системы (5.2.22)

планом задачи только при условии:

xrk

Но x'rd < 0, Xrk < 0. Следовательно, X'(t) может быть планом задачи только при

Пусть t <. оо и индекс г определяется

из соотношения (5.2.20),

тогда возникают

две возможности:

 

 

1) если Xrj'Sz

0 (/

= 1, N), то условия

(5.2.15), (5.2.16) задачи

несовместны при

t >

t;

 

____

2) если некоторые из чисел xrj < 0 (/

=

1, N), то, исключая из

псевдобазиса вектор Air в соответствии

с правилами метода уточ­

нения оценок, получаем новый псевдобазис,

левый конец /' множе­

ства оптимальности которого равен Т .

 

 

Анализ параметрической задачи при

/ >

7 состоит в движении

по её соседним псевдобазисам. При этом правый конец множества оптимальности предыдущего псевдобазиса совпадает с левым кон­ цом множества оптимальности последующего псевдобазиса. Процесс завершается построением луча, являющегося либо множеством оптимальности последнего базиса, либо множеством, в каждой внут­ ренней точке которого условия задачи несовместны.

Можно показать, что если при определении индекса k вектора, подлежащего включению в базис, использовать правило, гаранти­ рующее от зацикливания в методе уточнения оценок, то движение будет происходить по различным псевдобазисам.

Рассуждения аналогичны приведенным для случая, когда пара­ метр входит в линейную форму задачи. Поэтому возврат к прой­ денному псевдобазису исключен, и, следовательно, рассматривае­

мый процесс укладывается

в конечное число шагов.

С л у ч а й

2°.

В соответствии

с признаком случая 2°

среди компонент

Xm{t0)

= х,о -{- txfo

имеются отрицательные

107


величины и по крайней мере для одной из

них все

xtj 5? 0.

Пусть

 

 

хго (to) —х'г'оЧ- toXro < 0

 

(5.2.24)

и при этом все хг] 5= 0.

очевидно,

выпол­

Если х'го — 0, то условия несовместности,

няются для всех значений t\ задача (5.2.14) — (5.2.16) неразрешима

всюду. При х% > 0

 

 

xr0( t ) < 0 для

—^

=

 

кг0

 

т. е. задача неразрешима слева от точки tx.

При x'rl < 0 , x0(t) < 0 для t >

tu условия задачи несовместны

справа от tx.

что xVo >

0, и проанализируем

Для определенности допустим,

задачу (5.2.14) — (5.2.16) на луче (tlt оо). Применим к исследованию параметрической задачи при t = tx метод уточнения оценок, начиная этот процесс с имеющегося псевдобазиса. Через конечное число ите­

раций будет получен оптимальный план задачи или снова

выявятся

условия неразрешимости

задачи:

 

 

 

 

 

 

 

 

* ?otfi) = 4V +

W .’< 0 .

 

0, ( j = \ 7 N ) .

 

(5.2.25)

Первая возможность приводит к условиям случая

1°.

Если же

имеют

место соотношения

(5.2.25),

то

при

0

они

сохра­

няют

силу

для

всех

t ^

t x, а

при

> 0

остаются

спра­

ведливыми

слева

от

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, неположительность Х^ означает неразрешимость задачи (5.2.14) — (5.2.16) на всей оси t, а положительность этого параметра указывает на неразрешимость задачи слева отточки t2> tv В последнем случае исследование параметрической задачи про­ должается в соответствии с уже изложенными правилами, но с той лишь разницей, что tx заменяется на t2. Через конечное число шагов приходим к случаю 1° или обнаруживаем несовместность условий (5.2.14) — (5.2.16) для всех значений параметра t.

Общая задача линейного параметрического программирования.

В ней коэффициенты линейной формы и составляющие векторов условий и векторов ограничений линейно зависят от одного пара­ метра.

Требуется обратить в максимум линейную форму

 

Z iC 'i + tCDX,

(5.2.26)

/=1

 

108


при условиях:

N

 

 

 

Е (а'ц + tali) Xj = bl +

tb'. (i =

1. M);

(5.2.27)

X j ^ O , (/ =

ГП7).

 

(5.2.28)

Анализ этой задачи, как и разобранных

ранее более простых

задач, также сводится к покрытию оси t конечным набором множеств (множеств оптимальности или множеств неразрешимости для фикси­ рованных систем векторов условий). Однако в данном случае мно­ жества, покрывающие ось t, необязательно будут связанными, что препятствует монотонному движению вдоль оси t и усложняет ана­ лиз. Кроме того, система векторов условий задачи, составляющая ее оптимальный базис в окрестности (t0 — е, t0), необязательно должна быть базисом или псевдобазисом задачи правее t0. Поэтому непосред­ ственное использование метода улучшения плана или уточнения оценок здесь затруднено. Наконец, величины Лу и xtj в большинстве случаев представляют собой нелинейные функции параметра t. Отмеченные обстоятельства (особенно первое и третье) делают анализ общей задачи (5.2.26) — (5.2.28) чрезвычайно громоздким. В этой связи практический интерес представляет рассмотрение ряда частных случаев задачи (5.2.26) — (5.2.28), специфика которых приводит к относительно простым вычислительным схемам. Ниже рассмот­ рим два таких случая.

Предположим, что а'у = 0 для всех i и /, т. е. параметр t входит лишь в коэффициенты линейной формы задачи (5.2.26) — (5.2.28)

и в составляющие ее векторов ограничений, т. е.

рассмотрим пара­

метрическую задачу, состоящую в максимизации линейной формы

 

N

(5.2.29)

2 { q + t c j ) X j

/=1

 

при условиях:

 

 

N

 

 

S

AjXj=*B' + tB”;

(5.2.30)

i =

1

 

 

 

X j ^ O , ( /= 1 ,

N).

(5.2.31)

Здесь

Aj = (а,у,

а2у........

aMJ), В'

= (b[,

Ь'г, .... Ь'м) т,

В" =

= (Ь\, Ь2,

...,Ь’м)т.

Задача

(5.2.29) —

(5.2.31)

представляв^

собой

естественное обобщение двух частных задач, исследованных выше. Будем называть особой любую линейно независимую систему, содержащую М векторов условий задачи (5.2.29) — (5.2.31). Сово­ купность значений параметра (, при которых данная основа является базисом решения задачи (5.2.29) — (5.2.31), называется множеством

оптимальности основы.

Подчеркнем, что в отличие от этих частных задач в рассматри­ ваемой фиксированная основа для некоторых значений t может

109



являться базисом, для других — псевдобазисом, а для третьих —- не является ни тем, ни другим.

Анализ задачи (5.2.29) — (5.2.31) целесообразно начинать с реше­ ния ее при некотором значении параметра t = t0. Предварительный анализ может завершиться одним из трех исходов:

1) строится опорное решение задачи с базисом

■'4f21 • • •) >

2)выявляется несовместность условий задачи;

3)выявляется неограниченность линейной формы задачи на

множестве ее планов.

Остановимся только на первой возможности. Как обычно, через

Xij,

x't1,!

и x'il‘ обозначим коэффициенты разложения по базису векто­

ров

Aj

(/

= 1,

Щ, В' и В" соответственно.

Положим

____

 

 

 

м

 

м

 

 

А/, =

2

^‘iaXaJ Q > А/. =

^ ‘аХа]

Q ’ 0 =

b А).

 

 

 

а=1

 

а—\

 

 

Для того чтобы точка t принадлежала множеству оптимальности

основы Ai -, At

,.... Ai

, необходимо и достаточно соблюдение нера-

1

2

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

венств

 

Xi0(t) = Х£0 +

tx'iV S3 0,

 

(t = 1, M);

(5.2.32)

 

 

 

 

 

Ay(0 = A/x+

/A /,^ 0 ,

 

(/ = I7W).

(5.2.33)

Система

линейных

неравенств

(5.2.32) — (5.2.33)

совместна,

поскольку ей

удовлетворяет точка

t

=

t0.

 

 

 

Введем величины:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г =

— оо,

/

если

x'io^ O ,

(i =

l,

М );

 

 

шах

 

х£0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— -7177I в противном случае;

 

 

 

 

*£0>°

'

 

‘Ь/

 

 

 

 

 

(5.2.34)

 

 

 

— со,

 

если А/, С 0,

(/ =

1,

ЛО;

 

 

 

шах f

 

 

в

противном случае;

 

 

 

 

Л/2> 0\

 

 

а/2/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оо,

если

 

 

 

(г = 1,

Л4);

 

 

 

 

min

 

 

 

1£0

в

противном

случае;

 

 

 

 

0 < °

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5.2.35)

 

 

 

оо, если

А/а

0,

(/ = 1,

N );

 

 

 

min

С—

 

в противном случае.

 

 

 

 

Д/2<о \

 

а/,/

 

 

 

 

 

 

Множество

решений

 

системы

неравенств

(5.2.32) — (5.2.33)

состоит из

конечных точек

t, подчиняющихся

условию

 

 

 

/ = шах(М, t")

t

 

min {V,

i") = t.

(5.2.36)

НО