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li343

至尊木虫 (职业作家)

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[求助] MATLAB fmincon函数求助已有1人参与

第一次用MATLAB做优化，请教个关于fmincon函数问题
clc;clear
xo=[30/1000 30/1000 3/1000 3/1000 2];
lower_bound=[20/1000 20/1000 2/1000 2/1000 1];
upper_bound=[40/1000 40/1000 4/1000 4/1000 3];
yy= fmincon(@mainprogram,xo,[],[],[],[],lower_bound,upper_bound)

上述程序段在计算收敛后停不下来，又再次进入迭代循环，最长试运行了24小时，尤其是当xo、lower_bound和upper_bound取为同一数组时，程序也同样停不下来。但如果直接对mainprogram进行赋值计算时，即mainprogram(xo)，程序执行完毕则会自动停止。
mainprogram如下：
function optimiziation=mainprogram(x)
global media L_evap
D_coil_cond=x(1);
D_coil_evap=x(2);
di_cond=x(3);
di_evap=x(4);
Area_ratio=x(5);
design=[L_evap,D_coil_cond,D_coil_evap,di_cond,di_evap,Area_ratio]
Vs=2/1000/1000;
RPM=2000;
superheat=10;
subcool=4;
mw_gc=5/1000;
mw_evap=3/1000;
tw_cond_in=15+273.15;
tw_evap_in=15+273.15;
di_annulus_cond=50/1000;
%D_coil_cond=20/1000
pitch_cond=7/1000;
%di_cond=3/1000
do_cond=di_cond+2/1000;
k_wall_cond=340;
di_annulus_evap=50/1000;
%D_coil_evap=20/1000
pitch_evap=7/1000;
%di_evap=3/1000
do_evap=di_evap+2/1000;
k_wall_evap=340;
A_evap=3.14*L_evap*di_evap;
A_cond=A_evap*Area_ratio;
L_cond=A_cond/(3.14*di_cond);
%xxo=[P_disP P_ref_evap_sup P_suc l_cond_sub l_cond_sup l_evap_sup quality_evap_in]
xxo= [5.95*100 2*100 1.78*100 0.1 0.1 0.1 0.3];%initial guess of refrigeration cycle variables
sol_vector=fsolve(@solver,xxo,[],media,Vs,RPM,superheat,subcool,mw_gc,mw_evap,tw_cond_in,tw_evap_in,di_annulus_cond,D_coil_cond,pitch_cond,do_cond,k_wall_cond,di_cond,L_cond,di_annulus_evap,D_coil_evap,pitch_evap,do_evap,k_wall_evap,di_evap,L_evap)
load Q_evap;
load Cop_c;
optimiziation=-1*Cop_c
return

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1楼 2015-12-19 09:39:58

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杜子腾001

金虫 (初入文坛)

知识搬运工工长

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【答案】应助回帖

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li343: 金币+100, ★★★很有帮助, 写了这么多，难为你了！呵呵，欢迎交流。 2016-01-01 10:25:11
nono2009: 金币+5, 程序强帖+1, 鼓励应助 2016-01-02 08:24:39

fmincon 函数适用于求解非线性优化问题，根据matlab中的文档提示，其用法如下：
X = fmincon(FUN,X0,A,B,Aeq,Beq,LB,UB)
其中的FUN是一个函数的句柄。
但在你调用的函数fmincon中，FUN应该为mainprogram
但是从mainprogram的内容来看，你中间又调用了一个用于求解非线性方程的fsolve函数，求解的方程的函数名为slover，从你给的程序上看，并没有这个函数，所以我没法复现你说的现象。
接下来说一下问题。
你到底想要求解哪些变量？这个东西其实单纯读程序，会比较耗时间，何况你的程序并不完整。
我根据自己理解，大概说一下你想要用这个程序干什么，然后回答你上面提到的问题，最后说一下我的建议。
如果没猜错的话，你的问题属于一个制冷循环问题。
明面上（或者从函数使用的功能上看），你想优化这些参数：D_coil_cond,D_coil_evap,di_cond,di_evap,Area_ratio
根据制冷循环原理啥的，你把包含这些参数的方程组写在了一个名叫solver的函数里面。
但是solve里面还有一些参数，它们是常量或者其它变量或者初始条件，你希望能够随时改变它，所以你把这些参数赋值并保存在一个名叫mainprogram函数里面，并希望通过使用fsolve函数来求解slover中的方程组。
这里面有一些很矛盾的地方。
fmincon 是一个求解优化问题的函数。正常使用的话，FUN应该是一个含参数的函数。
但显然mainprogram函数做不到，至于原因，简单除暴地讲，fsolve是用来求数值解的，不能得到符号解，因此mainprogram不可能成为一个含参数的函数传递给fmincon；另外，求符号解是另一个函数solve. 但即使你用了符号求解函数，也没必要，并且大错特错。
mainprogram最后给optimization赋值我也是没看懂啥意思。
我不太清楚你的想法，感觉其中有很多矛盾的地方，如果你能清楚地说一下你的求解意图应该会很好。
然后分析一下为什么你直接代入x0到mainprogram能得到解。
当你把具体的x0值代入mainprogram后，你所要求解的是一个包含了其它参数的方程solver，这个时候fsolve是能够求解的，但fsolve求解的是数值解，不能求出符号解。
至于为啥你的程序会死循环，抱歉，真不知道，我没有完整的程序，没法复现相关过程。
最后，我说一下求解建议。
a)如果你想求解优化问题，优化这些参数：D_coil_cond,D_coil_evap,di_cond,di_evap,Area_ratio，你可尝试着把fsolve去掉，使mainprogram成为一个含上面五个参数的函数。当然后面一些赋值什么的我没看懂，应该可以去掉。
b)如果你想求解方程组，直接使用fsolve就行，别用啥fmincon。
c)若果你想求解优化问题，优化这些参数：D_coil_cond,D_coil_evap,di_cond,di_evap,Area_ratio，在使mainprogram成为一个含上面五个参数的函数之后，你发现还有一些参数也是变量，但是你可以赋予这些参数给定值，那么建议你使用外部循环、内部使用a的优化编程过程。

差不多就这么些了。希望能帮到你。
对了，如果有用，别忘了把金币给我

还有，我也是学的东西和制冷循环有关系，本科学的就是空调、供暖专业，想要交流也可以。

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2楼2015-12-22 20:51:41