大學數學建模實驗報告三

2021-03-17 03:27:34 字數 1490 閱讀 8378

大學學院實驗報告

一、實驗目的及要求

實驗目的:

1. 了解無約束優化模型的構成.

2. 熟練掌握lingo軟體求解優化模型的程式設計.

3. 了解matlab軟體求解無約束優化模型時選擇演算法的方法.

實驗要求:

1. 將實際問題轉化為無約束優化模型.

2. 針對所建立的無約束優化模型,編寫lingo程式求解.

3. 按照求解演算法的要求,編寫matlab程式求解模型.

二、實驗內容

有一寬為 24cm 的長方形鐵板, 把它摺起來做成乙個斷面為等腰梯形的水槽, 問怎樣摺法才能使斷面面積最大.

三、實驗步驟(該部分不夠填寫,請增加附頁)

1. 模型建立:

基本假設:

1)長方形鐵板摺起來的部分為x cm,傾角為a°;

2)長方形鐵板摺痕處的厚度忽略不計;

問題分析:

1)要使斷面面積最大,首先應將斷面面積方程列出,即:

s=(24-2*x1+x1*@cos(x2))*x1*@sin(x2),其中x1為摺起來部分,x2為傾角大小;

2)由於摺痕為兩處,則摺起來的部分的邊長必然小於1/2的鐵板長度,即x1<12cm;

3)要使斷面面積最大,則摺起來的部分與水槽底部的夾角不會超過90°,即不會超過1.57個弧度;

4)由以上條件便可以得到相應所需方程以及約束條件:

f=(24-2*x1+x1*@cos(x2))*x1*@sin(x2)

x1<12

x2<1.57(弧度)

2. 編寫lingo程式如下:

model:

max=(24-2*x1+x1*@cos(x2))*x1*@sin(x2);

x1<12;

x2<1.57;

end3 編寫matlab程式如下:

function f=fun1(x)

f=-(24-2*x(1)+24-2*x(1)+2*x(1)*cos(x(2)))*x(1)*sin(x(2))/2;

endoptions=optimset('fminunc')

options11=optimset(options,'largescale','off')

[x11 fval11]=fminunc('fun1',[1,2],options11)

options12=optimset(options11,'hessupdate','bfgs')

[x12 fval12]=fminunc('fun1',[1,2],options12)

options13=optimset(options11,'hessupdate','dfp')

[x13 fval13]=fminunc('fun1',[1,2],options13)

options14=optimset(options11,'hessupdate','steepdesc')

[x14 fval14]=fminunc('fun1',[1,2],options14)

四、實驗結果

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