从约束优化到无约束优化

计算科学 约束优化 计算物理学 约束
2021-12-11 20:34:58

在一个约束优化问题中,我在一篇论文中发现了一种定义新变量的方法,使得约束消失。他们只给出新的变量定义,我想了解他们是如何做到的。

上下文是热力学。的混合物c组分可以相分离成p阶段。 zi是组分的总摩尔数inij是组分的摩尔数i在阶段j. 自由能G({nij}ij)是已知的。问题是找到组成{nij}ij最小化自由能G.

质量守恒给出了约束

jnij=zi

0nijzi

由此,本文定义了新变量βij


ni1=βi1zi            i=1,...,c

nij=βij(zim=1j1nim)         i=1,...,c        j=2,...,p1

nip=zim=1p1nim       i=1,...,c


βij[0:1]问题是知道不受约束

任何帮助和指导,如果能让我了解作者如何实现这种可变变化,将不胜感激。

谢谢你。

问题来源:Srinivas, Rangaiah,“使用禁忌列表进行全局优化的差分演化及其在相位平衡和参数估计问题中的应用”。工业工程。化学。水库。2007, 46, 3410-3421

1个回答

好,我知道了。

让我们举一个简单的例子,只有 3 个组件和 2 个阶段。

nij是 j 相中组分 i 的摩尔数。

zi是组分 i 的总摩尔数。

我们必须满足质量守恒

n11+n12+n13=z1

n21+n22+n23=z2

n31+n32+n33=z3

让我们逐个组件地填充阶段。我们从阶段 1 中的组分 1 开始。我们可以放入的最小数量显然是 0,最大数量是组分 1 的总摩尔数:z1. 因此可以定义变量β11

n11=β11z1

β11可以在 0 和 1 之间自由变化。

现在,我们仍然使用组件 1,我们要填充阶段 2。最小数量 0,最大数量是组件 1 的摩尔总数减去我们已经投入阶段 1 的数量:(z1n11)。所以我们定义β12

n12=β12(z1n11)

β12也可以在 0 和 1 之间自由变化。

现在我们想用组件 1 填充第三阶段,只有一种可能性:组件 1 的剩余数量(z1n11n12) 和

n13=z1n11n12

等等.....

然后我们到达一般方程。