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La resolución de una serie de 3 ecuaciones no lineales con restricciones

Enunciado del problema:

Tengo 3 conjuntos de ecuaciones que gobiernan la fuerza de $P$, y también el eje neutro, definido por dos variables, el radio desde el centro de la $r$ y también los grados de rotación en $\theta$.

Los tres simultánea de ecuaciones no lineales que tengo que resolver se enumeran a continuación:

$$f_1(P,r,\theta)=P-p_c(r,\theta)$$ $$f_2(P,r,\theta)=e_yP-m_{cx}(r,\theta)$$ $$f_3(P,r,\theta)=e_xP-m_{cy}(r,\theta)$$

Con el fin de obtener $P$,$r$ y $\theta$, tendría que resolver para $f_1=0$, $f_2=0$ y $f_3=0$.

$e_y$ $e_x$ son constantes.

Las restricciones que rigen el eje neutro de la variable son

$$-\infty<r<\infty$$ $$0\leq\theta\leq\pi$$

Información adicional:

El $p_c$, $m_{cx}$ y $m_{cy}$ son al menos diferenciables, en el sentido de que asumimos $\frac{\partial p_c(r,\theta)}{\partial r}$, $\frac{\partial p_c(r,\theta)}{\partial \theta}$ y todos los términos dentro de la matriz Jacobiana existen, pero sólo puede ser evaluado a través numérica significa. Como para los términos de la matriz hessiana, aunque en principio pueden obtenerse a través numérica significa, pero tengo miedo de que el error sería demasiado grande para ser útil.

Pregunta

cómo resolver este sistema de ecuaciones?

Los intentos de

Estoy pensando en usar cuasi-newton método para solucionar este problema, pero no sé cómo incorporar las restricciones en la cuasi-newton método de formulación.

Otra manera de formular esta en un problema de optimización, yo.e, para minimizar la siguiente $f$ función

$$f=f_1^2(P,r, \theta)+f_2^2(P,r, \theta)+f_3^2(P,r, \theta)$$

y las siguientes limitaciones:

$$0\leq\theta\leq\pi$$

Es este un problema de optimización convexa?

Pero yo no sé lo que son las técnicas que puede utilizar en este gran problema de optimización no lineal.

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Noah Jacobson Puntos 289

En ausencia de otra información sobre el comportamiento del sistema, me gustaría ir para minpack. Se ha híbrido Powell método para ecuaciones no lineales y de Levenberg-Marquardt para el algoritmo de minimización de problemas, tanto con el consentimiento explícito de Jacobina o su evaluación numérica. Hay una documentación completa que se hace referencia en la página de la wikipedia (original docs para minpack).

Hay un c++ , en el puerto de eigen de la optimización no lineal del módulo. El mismo se utilizan los algoritmos de Matlab de la fsolve y scipy.la optimización.fsolve.

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