§2 惩罚函数法
基本思想:
通过引入惩罚函数,将求解约束非线性规划问题转化为求解一系列无约束非线性规划问题.
具体说:
根据约束的特点,构造某种惩罚函数,
然后把它加到目标函数中去,将约束问题的求解
化为一系列无约束问题的求解(准确地说,是将
这些无约束问题的极小点依次作为迭代点).
根据惩罚函数表达式(构造方法的不同),形
辅助函数:
外点罚函数法、内点罚函数法、乘子法(外点罚函数法的一种推广和发展).
成不同的罚函数法。
我们重点介绍三种:
作辅助函数:
考虑如下问题:
做法:
其中
不断循环求解.
接下来求解
并不断改变
一、外点惩罚函数法—外点法
1. 解析法:
(1)构造:
其中
一般取
是很大的正数.
得最优解
(2)求解:
(3) 令
有
即得原问题的最优解.
分析:
当
不是可行点时,
又因
是大正数.
故此
很难成为
的极小点. 因此,按上策略
得到的
的极小点应充分靠近可行域,逐渐
接近原问题的最优解.
其中
一般取
是很大的正数.
辅助函数:
当
是可行点时,
例1:
求解等式约束问题:
分析:
图解法求出最优解
下面看用外点法如何求解. 即如何构造惩罚
函数?
例2:
用外点罚函数法求解:
解:
即:
因此:
作辅助函数
令:
得:
又因该点处
并且
可见
正定.
同理:
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