优化模型与AMPL
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CPLEX操作範例下載:Step1.到/DOWNLOADS/cplex80.htmlStep2.找到Downloading the CPLEX 8.0 Student Editionfor Windows users new to AMPLStep3.下載amplcml.zip回電腦解壓縮即可使用.student editions version除了variables跟constrains只能設300個之外其功能與正式版相同範例:以解決Maximizing Profits Problem為例問題:假設一週工作40小時,求如何分配才能獲取最大利益Maxmize 25X B+30X cSubject to (1/200) X B+(1/140)X c≦400≦X B≦60000≦X C≦4000Step1:在下載下來的amplcml資料夾下新增”prod0.mod”檔案,並開啟編輯打入並存檔.Step2:打開amplcml資料夾,並執行資料夾下的”sw.exe”Step3:打入”ampl”後按enterStep4 :打入‘’model prod0.mod;’’按enter在打入’’solve;’’即可解出此ILP的最佳解192000Step5:利用display指令看XB與XC需設多少才能求得最佳解打入”display XB, XC;”,按enter打入”quit;”按enter即可離開.以上為最簡單的形式,但是如果遇到產品數目或constrain變多,編輯起來會相當麻煩,,所以利用設一些代數符號來解決變數或條件變多所產生的問題.利用代數來解決的步驟如下:Step1:在下載下來的amplcml資料夾下新增” prod.mod”檔案,並開啟編輯Step2:在下載下來的amplcml資料夾下新增” prod.dat”檔案,並開啟編輯打開amplcml資料夾,並執行資料夾下的”sw.exe”Step4:打入”ampl”後按enterStep5:打入”model prod.mod;”按enterStep6:打入”data prod.dat;”按enterStep7:打入”solve;”按enter,即可得最佳解192000Step8:打入”display X;”看bands跟coils應設為多少才能求得最佳解附錄A---如何讓你的mod跟dat看起來更親切參數可設一些更有意義的名稱mod:可寫成dat可寫成瞧,不是變親切多了嗎?附錄B---指令打的很累怎麼辦還是一樣要打,但是可將指令結合一起執行如要打model prod.mod;data prod.dat;solve;可打成model prod.mod; data prod.dat; solve;。
最小生成树问题的AMPL实际案例导言在图论中,最小生成树指的是在一个连接了所有节点的图中,找到一棵权重之和最小的树。
最小生成树问题被广泛应用于网络设计、电路布线、城市规划等领域。
AMPL(A Mathematical Programming Language)是一种用于数值分析和优化的高级建模语言。
本文将通过一个具体的案例,探讨如何使用AMPL解决最小生成树问题。
案例背景假设我们有一个城市网络,城市之间通过道路连接。
我们希望使用最小的成本来连接所有城市,以便人们可以在城市之间通行。
问题分析我们可以将城市网络表示为一个带权重的图,其中城市是节点,道路是边,道路的权重表示建造和维护道路的成本。
我们的目标是找到一个最小生成树,即在图中选择一些边,使得所有的城市都能够通过这些边连通,并且这些边的权重之和最小。
数学建模为了使用AMPL解决最小生成树问题,我们需要将问题建模成一个线性规划模型。
首先,我们定义一些变量: - x ij表示边(i,j)是否被选择,如果被选择则取值为1,否则取值为0。
- c ij表示边(i,j)的权重。
然后,我们需要定义一些约束条件: - 每个城市必须通过某条边连接到最小生成=1,其中j表示与城市i相连的边树中的其他城市。
对于每个城市i,我们有∑x ijj(i,j)。
- 最小生成树中不能形成环。
对于每个子集S,使得S中的城市通过(i,j)连≤|S|−1。
接到最小生成树中的其他城市,我们有∑x ij(i,j)⊆S最后,我们需要定义目标函数: - 目标函数是最小化边的权重之和。
我们有min∑c ijx ij。
i,jAMPL代码下面是用AMPL建模的代码:set Cities; # 定义城市集合param c{Cities, Cities} >= 0; # 定义边的权重矩阵var x{Cities, Cities} binary; # 是否选择边minimize Total_Cost: sum{i in Cities, j in Cities} c[i,j] * x[i,j];subject to Connectedness{i in Cities}:sum{j in Cities} x[i,j] = 1;subject to No_Cycles{S in subset(Cities)}:sum{(i,j) in (S cross S)} x[i,j] <= card(S) - 1;结果分析通过运行AMPL代码,我们可以得到最小生成树的解。