Lingo软件的介绍
- 格式:ppt
- 大小:1.98 MB
- 文档页数:67
lingo引用excel中的矩阵摘要:一、Lingo 软件介绍1.Lingo 软件的基本概念2.Lingo 软件的主要功能和应用领域二、Excel 中的矩阵使用1.Excel 中矩阵的基本概念2.Excel 中矩阵的创建与编辑3.Excel 中矩阵的数据类型与格式三、Lingo 引用Excel 中的矩阵1.Lingo 与Excel 的数据交互2.如何在Lingo 中引用Excel 中的矩阵3.Lingo 引用Excel 矩阵的优势与注意事项四、结论1.Lingo 引用Excel 矩阵的实际应用案例2.Lingo 与Excel 矩阵结合的前景与展望正文:一、Lingo 软件介绍Lingo 是一款专业的数学建模与优化软件,广泛应用于运筹学、统计学、经济学等多个领域。
Lingo 可以帮助用户解决复杂的数学问题,例如线性规划、整数规划、动态规划等。
通过Lingo 软件,用户可以快速地构建数学模型,并对模型进行求解和分析。
二、Excel 中的矩阵使用矩阵是数学中的一个重要概念,它是一个按照长方形阵列排列的复数或实数集合。
在Excel 中,用户可以通过创建公式和函数来创建和编辑矩阵。
Excel 提供了丰富的矩阵操作功能,例如矩阵的相加、相减、相乘、求逆等。
此外,Excel 还可以对矩阵进行数据透视表、图表等可视化操作。
三、Lingo 引用Excel 中的矩阵Lingo 软件可以与Excel 进行数据交互,用户可以在Lingo 中直接引用Excel 中的矩阵。
具体操作方法如下:1.在Excel 中创建或编辑矩阵2.将Excel 文件中的矩阵复制到Lingo 软件中3.在Lingo 中使用矩阵进行建模和求解通过这种方法,用户可以充分利用Excel 的矩阵编辑功能,同时利用Lingo 软件强大的数学建模和求解能力。
这种组合可以大大提高用户的工作效率和建模效果。
四、结论Lingo 引用Excel 矩阵的实际应用案例非常丰富,例如在供应链管理、物流配送、生产调度等领域。
第7章 LINGO 软件入门7.1 LINGO 软件基本用法7.1.1 LINGO 软件简介:LINGO 软件是一套专门用于求解最优化问题的软件包. LINGO 可用于求解线性规划(LP ),二次规划(QP ),非线性规划(NLP ),整数规划(IP ),动态规划,多目标规划等,特别是对于变量或约束条件较复杂的大规模模型,提供了较好的选择.LINGO 还是最优化问题的一种建模语言,包括许多常用的数学函数可以调用,并可以接受其他数据文件(如文本文件、Excel 电子表格文件、数据库文件等),同时LINGO 提供了与电子表格软件(如Excel 等)的接口,能够直接集成到电子表格中使用.即使对优化方面知识了解不多的用户,也能够方便地建模和输入、有效地求解.7.1.2 LINGO 基本用法:启动LINGO 后,在主窗口上弹出标题为LINGO Model – LINGO1 的窗口,称为LINGO 的模型窗口,建立的模型都要在该窗口内编码实现.例1.求解下列二次规划.22121122121212982770.32;100;2;,;x x x x x x x x x x x x N +---+≤≤∈目标函数约束条件输入模型窗口LINGO1后的形式见下图.请注意以下几点:(1)LINGO总是根据“MAX=”或“MIN=”语句寻找目标函数,而其他语句都是约束条件(除注释语句和TITLE语句),所以语句顺序不重要.(2)LINGO中模型以“MODEL:”开始,以“END”结束.对简单的模型,这俩个语句也可以省略.(3)LINGO模型是由一系列语句组成,每个语句都以分号“;”结尾.(4)LINGO中不分大小写字母;其变量和行名由不超过32个字符(数字和字母)组成,且以字母开头;(5)乘号不能省略,即系数与变量之间要加运算符“*”.(6)“!”开头的是注释行(注释语句),可以省略.(7)“[]”为用户自定义的行号或行名,放在每行之前,可以省略.(8)LINGO中以“@”都是函数调用,@GIN表示变量取正整数.默认情况下,LINGO规定变量是非负的.(我们将在后面详细介绍函数)(9)“TITLE”后加名字,可对此模型命名,可以省略.现在我们用LINGO来解这个模型.点击工具条上的按钮,或从菜单中选择LINGO|Sovle 即可.(若模型编译有错,会有提示)求解时会显示下图:关闭窗口,得到运行结果:Local optimal solution found at iteration:找到最优解时迭代的次数. Objective value:表示所求的最优目标值(11077.50).Variable:变量名Value:最优解中各变量( Variable)的值.Row:约束条件行名.Reduced Cost:当该非基变量增加一个单位时(其他非基变量保持不变)目标函数减少的量(对max型问题)Slack or Surplus:约束对应得松弛变量的值.(第三行取0,对于最优解来讲,第三个约束取等号,为紧约束)Dual Price:对偶价格的值.表示当对应约束有微小变动时,目标函数的变化率,若其数值为X,表示对应约束中不等式右端项若增加一个单位,目标函数将增加X个单位(max 型问题).7.1.3 在LINGO中使用集合:1、LINGO模型的基本组成LINGO也是一种建模语言,称为矩阵生成器,通过集合的引入,它可使输入较大规模问题的过程得到简化.LINGO模型由5段组成:(1)、集合段:是用于定义变量.以“SETS:”开始,以“ENDSETS”结束.定义集合变量,元素,和属性.集合名/元素/:属性元素:类似于数组的下标.属性:定义集合的变量,类似于数组.属性之间必须用逗号或空格隔开.(2)、目标与约束段:定义目标函数,约束条件.(3)、数据段:用于给变量赋值.以“DATA:”开始,以“ENDDATA”结束.对集合的属性(数组)输入必要的常数数据.attribute list(属性)= value_list;(常数列表)(value_list)中数据用逗号或空格隔开.﹡在此段也可引入参数,“变量名=?”,在运行时才对参数赋值.但这仅用于单个变量赋值,而不能用于属性变量(数组).(4)、初始段:以“init:”开始,以“endinit”结束.对集合的属性(数组)定义初值. (5)、计算段:以“CALC:”开始,以“ENDCALA”结束.对一些原始数据进行“预处理”.﹡计算段中语句是顺序执行,不能交换位置.﹡计算段中只能直接使用赋值语句.2、集合的定义:变量使用之前需先定义,而LINGO中的变量是通过集合来定义的,变量皆为向量或由向量生成的二维数组.如:Demand/1..6/:a,b,d :集合名为Demand,共6个元素,a,b,d 为属于此集合的变量,其为含6个元素的向量.Supply/1,2/:x,y,e :集合名为Supply ,共2个元素,x,y,e 为属于此集合的变量,其为含2个元素的向量.————基本集合Link(demand,supply):c :集合link 是由集合demand和 supply生成的新集合,为二维数组,其元素由demand和 supply的笛卡尔积构成,即共6*2=12个元素变量c 即为6*2的矩阵————派生集合现有2料场,位于A (5, 1), B (2, 7),记(xj,yj),j=1,2, 日储量ej 各有20吨.假设从料场到工地之间均有直线道路相连,试制定每天的供应计划,即从A, B 两料场分别向各工地运送多少吨水泥,使总的吨公里数最小.解:设决策变量:ij c (料场j 到工地i 的运量)则其为12维.则规划模型为26221/2112161min [()()].,16,1,2ijji j i j i iji j ijji c xa yb s tcd i ce j ====-+-==≤=∑∑∑∑其LINGO 模型为:(1)集合段:我们定义需求点demand 和供应点supply 两个集合,分别有6个和2个元素,Demand/1..6/:a,b,d ; 其中a 为该集合的属性(变量),表示6个工地位置的横坐标的集合,是一个有6个元素的向量. Supply/1,2/:x,y,e ; 其中x 该集合的属性(变量),表示2个料场位置的横坐标的集合,是一个有2个元素的向量.运送量ij c 的集合是一个6*2 的矩阵,它需要利用集合demand 和supply ,定义一个新集合,定义ij c 为这个新集合的属性:Link(demand,supply):c;(2)数据段:给已知变量赋值.如a,b=1.25,1.25,8.75,0.75,0.5,4.75,5.75,5,3,6.5,7.25,7.75;也可写成a=1.25,8.75,0.5,5.75,3,7.25; b=1.25,0.75,4.75,5,6.5,7.75;注 LINGO 对数据是按列赋值的,而不是按行.分割数据可用空格,逗号,回车. (3)目标与约束段: 目标函数26221/211min[()()]ijji j i j i c xa yb ==-+-∑∑用LINGO 语句表示为:min=@sum(link(i,j):c(i,j)*((x(j)-a(i))^2+(y(j)-b(i))^2)^(1/2));()11*11*222*12*233*13*21244*14*255*15*266*16*2⎛⎫⎛⎫⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪= ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭@sum :求和函数.这个函数的功能是对语句中冒号“:”后面的的表达式,按照“:”前面的集合指定的下标进行求和.“@sum ”相当于∑“”,“link(i,j)”相当于“i,j ∈link ”约束条件21.,16ijij s tcd i ===∑用LINGO 语句表示为:@for(demand(i): @sum(supply(j):c(i,j)) =d(i););@for:循环函数.意思是对冒号“:”前面的集合的每个元素(下标),对于“:”后面的约束关系式都要成立.注 @for 和@sum 可以嵌套使用.@free 函数取消了变量x,y 非负限制.(4)初始段:“X ,Y =5,1,2,7;”语句的实际赋值顺序是X=(5,2),Y=(1,7).作为寻找最优解的起始值. 模型如下: MODEL:Title Location Problem; sets:demand/1..6/:a,b,d; supply/1..2/:x,y,e; link(demand,supply):c; endsets data:!locations for the demand(需求点的位置); a=1.25,8.75,0.5,5.75,3,7.25; b=1.25,0.75,4.75,5,6.5,7.75;!quantities of the demand and supply (供需量); d=3,5,4,7,6,11; e=20,20; enddata init:!initial locations for the supply (初始点); x,y=5,1,2,7; endinit!Objective function (目标);[OBJ] min=@sum(link(i,j): c(i,j)*((x(j)-a(i))^2+(y(j)-b(i))^2)^(1/2) ); !demand constraints (需求约束);@for(demand(i): @sum(supply(j):c(i,j)) =d(i);); !supply constraints (供应约束);@for(supply(i): @sum(demand(j):c(j,i)) <=e(i); ); @for(supply: @bnd(0.5,X,8.75); @bnd(0.75,Y,7.75); ); END 运行,得局部最优解X(1)=7.249997,X(2)=5.695940,Y(1)=7.749998,Y(2)=4.928524,,最小运量=89.8835(吨公里).NLP 中局部最优解不一定就是全局最优解,可通过“LINGO|Options|Global Solver|Use Global Solver ”菜单命令激活全局最优求解程序.7.1.4 LING O 的运算符和函数:在此我们主要介绍前六种函数1、算术运算符及其优先级:算术运算符:+(加法),—(减法或负号),*(乘法),/(除法)∧求幂)关系运算符:<(即<=,小于等于),=(等于),>(即>=,大于等于)逻辑运算符:#AND#(与),#OR#(或),#NOT#(非),#EQ#(等于),#NE#(不等于),#GT#(大于),#GE#(大于等于),#LT#(小于),#LE#(小于等于).结果只有“真”(1)和“假”(0)两个值。
LINGO使用说明一、LINGO的基本特性1.建模语言:LINGO使用一种直观的建模语言,被称为LINGO语言,它使用简洁的语法和自然语言类似的表达方式,使用户能够轻松地描述问题。
2.线性优化:LINGO支持线性规划(LP)和整数线性规划(ILP),它的线性优化功能包括线性约束、线性目标函数和变量定义,可以解决诸如生产优化、资源分配等问题。
3.非线性优化:LINGO还支持非线性规划(NLP)和全局优化(GLO),可以解决包括非线性约束和非线性目标函数的问题。
它提供了多种求解方法和算法,如牛顿法、逐次线性规划等。
4.约束和限制:LINGO能够处理各种类型的约束和限制,包括等式约束、不等式约束、逻辑约束等。
用户可以根据具体问题定义约束,LINGO会自动处理约束的完整性和一致性。
5.求解器:LINGO内置了一系列高效的求解器,如线性规划求解器、非线性规划求解器、整数规划求解器等。
用户可以根据问题的复杂程度选择最适合的求解器。
6.结果分析:LINGO可以生成详细的结果报告,包括优化解、约束条件、目标函数值等。
用户可以通过结果报告来分析问题的解决方案,做出决策。
二、LINGO的使用方法2.创建模型:在LINGO中,用户需要先创建一个模型文件,来描述问题。
可以通过鼠标点击“新建模型”按钮或选择文件菜单中的“新建”选项来创建一个新的模型文件。
3.定义变量:在模型文件中,用户可以定义变量。
变量可以是整数、二进制或连续的,并为每个变量分配一个名称、类型和取值范围。
4.定义目标函数:在模型文件中,用户可以定义一个目标函数。
目标函数可以是线性的或非线性的,并定义在变量上。
5.定义约束:在模型文件中,用户可以定义约束。
约束可以是线性的或非线性的,并定义在变量上。
用户需要通过约束来限制变量的取值范围。
6.设置求解器:在模型文件中,用户可以选择合适的求解器来解决问题。
LINGO提供了多种求解器,用户可以根据问题的复杂程度选择最适合的求解器。
(1) LINGO 软件介绍LINGO 是一种专门用于求解数学规划问题的软件包。
LINGO 主要用于求解线性规划、非线性规划、二次规划、动态规划和整数规划等问题,也可以用于求解一些线性和非线性方程组及代数方程求根等。
LINGO 中包含了一种建模语言和大量的常用函数,可供使用者在建立数学规划问题的模型时调用。
(2) 示例例如,用LINGO 求解线性规划问题:⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧==≥≥+≥+≥+≥+≥+++≥++++++++++=4,3,2,1;2,1,01002001100170010002000..153751511572521min 241423132212211124232221141312112423222114131211j i x x x xx x x x x x x x x x x x x t s x x x x x x x x z ij只需要打开LINGO ,然后按照下面的操作进行即可。
1、 模型的输入当打开LINGO 后,屏幕将出现如图1所示的窗口。
标题为“LINGO ”的窗口是主窗口,它包含所有的其他窗口以及所有命令菜单和工具栏。
里面的空白窗口用于输入LINGO 的程序代码,代码格式如下:MODEL:图1min=21*x11+25*x12+7*x13+15*x14+51*x21+51*x22+37*x23+15*x24; x11+x12+x13+x14>=2000; x21+x22+x23+x24>=1000; x11+x21>=1700;x12+x22>=1100;x13+x23>=200; x14+x24>=100; END2、 执行从Solve 菜单选择Solve 命令,或者在窗口顶部的工具栏里按Solve 按钮,LINGO 就会先对模型进行编译,检查模型是否具有数学意义以及是否符合语法要求。
如果模型不能通过这一步检查,会看到报错信息,并指出出错的语句。