70
В процессе решения задачи оптимизации обычно необходимо найти оп-
тимальное значение некоторых параметров, определяющих данную задачу. Они
называются
проектными параметрами
или
параметрами плана
. Выбор опти-
мального решения производится с помощью некоторой зависимой величины
целевой функции
. Эту функцию можно представить в виде:
L = f
(
x
1
,
x
2
, ...,
x
n
),
где
x
1
,
x
2
, ...,
x
n
проектные параметры. Существуют методы решения задач оп-
тимизации для функции одной и нескольких переменных.
Безусловная задача
оптимизации
– отыскание минимума или максимума целевой функции и опре-
деление соответствующих значений аргументов. При формулировании
услов-
ной задачи оптимизации
(задача с ограничениями) задаются некоторые условия
(ограничения) с совокупностью некоторых функций, удовлетворяющих урав-
нениям или неравенствам.
В задачах одномерной оптимизации оптимальное решение получает
обычно на основе
методов поиска
, которые ориентированы на нахождение
точки оптимума в заданном интервале. Эти методы основаны на процедуре
простого сравнения значений функции в двух пробных точках. Наиболее пред-
почтительным здесь оказывается
метод золотого сечения
, основанный на сим-
метричном расположении каждых двух пробных точек относительно границ
интервала поиска. В многомерных задачах оптимизации поиск осуществляется
с использованием координатных и градиентных методов. В методе
покоорди-
натного спуска
поочередно осуществляется оптимизация по одному из проект-
ных параметров (значения других в это время фиксируются). В методе
гради-
ентного спуска
путь оптимизации выбирается в направлении, противополож-
ном направлению градиента целевой функции.
В задачах
линейного программирования
ограничения представляются в
виде равенств или неравенств, а целевая функция линейна. Модели линейного
программирования позволяют просто получать численные решения и широко
применяются в разных областях. Чаще всего здесь используется
симплекс-
метод
. Задачи с нелинейной целевой функции и линейными ограничениями
иногда называют задачами
нелинейного программирования с линейными огра-
ничениями
. При их решении используют линеаризацию целевой функции с по-
следующим применением методов линейного программирования.
Теория оптимального управления предполагает наличие
регулирования
–
сохранения значений переменных процессов близкими к заданным вне зависи-
мости от возмущений и колебаний в его динамике.