以下是一个简单的MATLAB求解凸优化问题的案例,使用cvx工具箱求解:
% 1. 导入cvx工具箱
addpath('cvx');
% 2. 定义问题
n = 2; % 变量数量
x = sym('x', [n 1]); % 定义符号变量
f(x) = (x(1)-1)^2 + (x(2)-2)^2; % 定义目标函数
constraints = [x(1) + x(2) <= 3, x(1) >= 0, x(2) >= 0]; % 定义约束条件
% 3. 求解问题
cvx_begin
variable x(n);
minimize(f(x));
subject to
constraints;
cvx_end
% 4. 输出结果
fprintf('Optimal solution: x = (%.2f, %.2f), fval = %.2f\n', x(1), x(2), f(x));
上述代码定义的目标函数为$(x_1-1)^2+(x_2-2)^2$,约束条件为$x_1+x_2\leq3$,$x_1\geq0$,$x_2\geq0$。使用cvx工具箱中的cvx_begin和cvx_end语句定义优化问题,使用variable语句定义变量,使用minimize语句定义目标函数,使用subject to语句定义约束条件。
接下来解释一下上面的代码:
首先需要导入cvx工具箱,使用addpath函数将cvx的路径添加到MATLAB搜索路径中。
然后定义优化问题。使用sym函数定义符号变量,使用符号变量定义目标函数和约束条件。需要注意的是,cvx中的符号变量和MATLAB中的符号变量不同,不能直接使用MATLAB中的符号变量。
使用cvx_begin和cvx_end语句定义优化问题,并使用variable语句定义变量,minimize语句定义目标函数,subject to语句定义约束条件。在求解之前,需要将符号变量转换为实际的变量,使用cvx中的变量进行求解。
最后输出结果,包括最优解和最优解对应的目标函数值。
需要注意的是,凸优化问题可以使用不同的求解器进行求解,cvx工具箱中包含多种求解器,可以根据具体情况选择合适的求解器。此外,凸优化问题也可以使用其他MATLAB工具箱或自定义函数进行求解。
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