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MODEL / 优化

非线性规划

目标或约束含平方、指数、对数、三角项,例如几何优化、能耗模型、参数标定、反问题求解。

核心公式

\min_{\mathbf{x}}\ f(\mathbf{x})\quad \text{s.t.}\ g_i(\mathbf{x})\ge 0,\ h_j(\mathbf{x})=0

Python 最小示例

下载 .py 文件 ↓

依赖见代码开头;示例在自己的 Python 环境运行,页面不执行代码。用于理解方法,正式参赛请补齐数据检验与误差分析。

Python · 非线性规划
# 依赖: scipy
import numpy as np
from scipy.optimize import minimize

def objective(x):
    return (x[0] - 1.0) ** 2 + 5.0 * (x[1] - x[0] ** 2) ** 2

cons = ({'type': 'ineq', 'fun': lambda x: x[0] + x[1] - 1.0},)   # g(x) >= 0

best = None
for x0 in ([0.0, 0.0], [1.0, 1.0], [2.0, -1.0]):               # 多初值规避局部最优
    r = minimize(objective, x0, method='SLSQP', constraints=cons, bounds=[(-5, 5), (-5, 5)])
    if r.success and (best is None or r.fun < best.fun):
        best = r

if best is None:
    raise RuntimeError('所有初值均未求解成功,请检查约束和求解器状态')

print(f'最优值={best.fun:.4f} 最优解={np.round(best.x, 4)}')

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