Поиск решений с помощью оптимизационных методов - раздел Компьютеры, Компьютер, его механические и математические первоисточники Очень Часто В Расчетах Задачах Электроэнергетики Требуется Найти Оптимальное ...
Очень часто в расчетах задачах электроэнергетики требуется найти оптимальное решение.
Оптимизация – процесс выбора наилучшего варианта из множества возможных или процесс приведения системы в наилучшее состояние. Понятие «наилучший» неконкретно. Поэтому вводится понятие оптимального по некоторому критерию решения. Критерий является количественной оценкой понятия «наилучший», представляется в виде критериальной целевой функции (ЦФ).
Значение целевой функции зависит от параметров или переменных, изменение которых влияет на состояние объекта оптимизации и, следовательно, на степень достижения поставленной цели. Между параметрами может быть связь, представленная в виде равенств и (или) неравенств, называемых ограничениями. Цель оптимизации – найти такие значения параметров, при которых целевая функция достигла бы своего экстремального значения и при этом не нарушались бы заданные ограничения.
Примеры задач оптимизации в электроэнергетике: выбор конфигурации электрической сети, числа цепей, напряжений, сечений проводов, силового оборудования; распределение активных и реактивных мощностей; задачи развития энергосистемы; оптимального распределения нагрузок; график ремонтов и т.п. В некоторых задачах оптимизации может быть несколько критериев, т.е. ищется набор переменных, который приводит к наилучшему результату одновременно по нескольким критериям – многокритериальные задачи.
Классификация оптимизационных задач (по постановке): Детерминированная задача или задача математического программирования – если переменные – детерминированные величины, ЦФ и ограничения – неслучайные функции.
Стохастические – либо переменные, либо функция, либо ограничения – случайны.
Задачи математического программирования подразделяются на задачи линейного и нелинейного программирования.
В задачах линейного программирования функция цели и условия ограничения является линейными.
В задачах нелинейного программирования либо функция цели, либо ограничения, либо то и другое нелинейны. Различают два вида задач нелинейного программирования: выпуклого программирования и многоэкстремальные. В первых случаях ЦФ является гладкой, а ограничения представляют собой выпуклое множество. График выпуклой функции лежит выше касательной гиперплоскости. Если такая функция дифференцируема, то матрица вторых производных во всех точках неотрицательна.
Особенность задач выпуклого программирования – наличие только одного экстремума (глобального). Поэтому решение находится либо в точке экстремума, либо на границе области существования переменных, определенной ограничениями. Если в задаче математического программирования переменные могут принимать только дискретные значения (0 или 1 или др.), то это задача дискретного программирования. (В энергетике большинство задач такого типа: выбор числа элементов, их состояние: вкл, выкл.; номинальные напряжения и т.п.).
Методы решения оптимизационных задач многообразны. Можно искать оптимальное решение методом «слепого поиска» или «применить процесс случайного поиска», «сканирования», «метод тыка», что все одно и то же: многократно решается задача и из полученных решений выбирается наилучшее. Есть возможность проскочить действительно оптимальное решение или искать его долго. Используют свойства функций с точками экстремума или поиск с анализом промежуточных результатов.
Чаще всего в реальных задачах имеется неполная и неточная исходная информация. Поэтому математические модели для их решения строятся с рядом допущений и упрощений, а для их реализации требуется определить допустимую погрешность и ограничить время решения.
[1] Квадратными скобками [ ] в описаниях операторов здесь и далее отмечены составляющие операторов, которые могут отсутствовать.
На сайте allrefs.net читайте: "Компьютер, его механические и математические первоисточники"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Поиск решений с помощью оптимизационных методов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Компьютер, его механические и математические первоисточники.
Компьютер – это электронный прибор, предназначенный для автоматизации создания, хранения, обработки и транспортировки данных.
Отличительный признак – электронный.
Известны механич
Механические первоисточники.
Первое в мире автоматическое устройство для выполнения операции сло-жения было создано на базе механических часов ("суммирующие часы"). В 1623 г. его разработал Вильгельм Шикард, профессо
Математические первоисточники.
В первых механических предшественниках компьютера числа представлялись либо в виде линейных перемещений цепных и реечных механизмов, либо в виде угловых перемещений зубчатых и рычажных механизмов.
Кодирование текстовых данных
Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число, то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию.
8 разрядов – 256 символов: английские и русские бук
Структура алгоритмов
В 60-х годах ХХ в. было доказано, что любой сколь угодно сложный алгоритм можно представить с использованием трех основных структур (называются базовыми):
– следование – последовательное в
Технология программирования и основные этапы ее развития
Написать программу в машинном коде весьма сложно, причем эта сложность резко возрастает с увеличением размера программы и трудоемкости решения нужной задачи.
Практически все программы созд
Компиляторы и интерпретаторы
C помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст (исходный код), описывающий ранее разработанный алгоритм. Чтобы получить работающую программу, этот текст надо либ
Уровни языков программирования
Языки программирования низкого уровня: ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности (разные типы процессоров имеют разные наборы команд); "низкий уровень" не озн
Обзор языков программирования высокого уровня
Fortran (Фортран). Первый компилируемый язык, создатель – Джим Бэкус, 50-е гг. (разработан для математиков – "формулы транслировать"). Основной кри-терий при разработке к
Языки программирования баз данных
База данных (БД) – сами данные, находящиеся в памяти ЭВМ и каким-либо образом структурированные.
Система управления базой данных (СУБД) – совокупность программных средств, с помощью которы
Языки программирования для Интернета
С развитием глобальной сети было создано много языков программирования, адаптированных специально для Интернета. Характерные особенности: языки являются интерпретируемыми, интерпретаторы для них ра
Средства создания программ.
В общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты.
1. Текстовый редактор.
Так как текст программы записывается с помощью к
Первые языки программирования
В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие языков программирования. Компьютеры, стоившие в то время значительно дороже, чем разработк
Области применения языков программирования
В настоящее время языки программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как:
· научные вычисления (языки C++, FORTRAN, Java);
·
Парадигмы программирования
Синтаксис языка описывает систему правил написания различных языковых конструкций, а семантика языка программирования определяет смысл этих конструкций. Синтаксис языка программирования может быть
Стандартизация языков программирования
Концепция языка программирования неотрывно связана с его реализацией. Для того чтобы компиляция одной и той же программы различными компиляторами всегда давала одинаковый результат, разрабатываются
Среда проектирования
С развитием языков программирования совершенствовались и средства разработки программ – от режима командной строки до интегрированной среды проектирования. Такая среда предоставляет удобный графиче
Редактор Visual Basic
Прежде чем начать работу с редактором Visual Basic, нужно его открыть. Во всех приложениях Office, в том числе Excel, это делается одинаково (рис. 1):
– в меню Сервис - Макрос
Создание первой программы
Последовательность действий для создания Вашей первой программы следующая:
1. В редакторе VBA добавьте в проект стандартный модуль, выбрав команду Insert – Module
Алфавит языка
Программы составляются и записываются по определенным правилам с помощью алфавита языка VBA.
Алфавит языка – это упорядоченное множество букв, цифр и специальных знаков. Алфавит включает в
Типы данных
Типы данных относятся к самым фундаментальным понятиям любого языка программирования. В языке VBA предусмотрены следующие типы данных:
─ числовые,
─ строковые (символь
Формы записи вещественных чисел в программе
Вещественные числа записываются в двух форматах:
– основная (естественная) форма записи с фиксированной точкой. Десятичная точка отделяет целую часть от дробной. Знак плюс и нулевую целую
Переменные
Переменная – это величина, значение которой может изменяться в ходе выполнения программы.
Переменная характеризуется именем (идентификатором), типом и значением.
Имя переменной со
Константы
Константа – это величина, значение которой не изменяется в ходе выполнения всей программы.
Константы бывают числовые и строковые (символьные).
В программе константы объявляются в
Встроенные функции
В VBA имеется большой набор встроенных функций, использование которых существенно упрощает программирование. Эти функции можно разделить на следующие основные категории:
─ математиче
Выражения
Выражения представляют собой последовательную запись операндов, т.е. констант, переменных, функций, или любых их комбинаций, образованную с помощью знаком арифметических операций, операций отношени
Структура программы
Программа на языке VBA записывается в стандартном модуле и оформляется в виде процедуры пользователя. Формат процедуры (программы) в общем случае следующий:
SUB имя_процедуры (список аргум
Линейный вычислительный процесс
Линейные вычислительным процессом называется процесс, в котором все операторы выполняются последовательно друг за другом. Любая линейная программа состоит из:
1) описания
Программирование разветвляющихся вычислительных процессов
В большинстве задач не удается представить алгоритм в виде линейной структуры, т.к. задачи обычно содержат различные условия, требующие выбора одного из возможных направлений продол
End If.
В том случае, если условие принимает значение True, то выполняется один блок программного кода, а если условие принимает значение False, то выполняется другой.
Если структура
Структурное программирование.
При программировании модуля следует иметь ввиду, что программа должна быть понятной не только компьютеру, но и человеку: и разработчик модуля, и лица, проверяющие модуль, и тестовики, готовящие тес
Пошаговая детализация и понятие о псевдокоде.
Структурное программирование дает рекомендации о том, каким должен быть текст модуля. Возникает вопрос, как должен действовать программист, чтобы построить такой текст. Иногда программирование моду
Контроль программного модуля.
Применяются следующие методы контроля программного модуля:
· статическая проверка текста модуля;
· сквозное прослеживание;
· доказательство свойств программного модуля.
История структурного программирования и проектирования программ
Методология структурного программирования и проектирования программ появилась как следствие возрастания сложности решаемых на компьютерах задач, и соответственного усложнения программного обеспечен
Экспертные системы в управлении энергетическими системами
Современное состояние объектов топливно-энергетического комплекса и химической технологии кратко можно определить как опасное для окружающей среды в целом и для персонала этих объек
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов