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
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|