实验二用matlab解决动态规划问题。
问题:有一部货车每天沿着公路给四个售货店卸下6箱货物,如果各零售店**该货物所得利润如下表所示,试求在各零售店卸下几箱货物,能使获得总利润最大?其值为多少?
解:1)将问题按售货店分为四个阶段。
2)设sk表示为分配给第k个售货店到第n个工厂的货物数,xk设为决策变量,表示为分配给第k个售货店的货物数,状态转移方程为sk+1=sk-xk。
pk(xk)表示为xk箱货物分到第k个售货店所得的盈利值。
fk(sk)表示为sk箱货物分配给第k个售货店到第n个售货店的最大盈利值。
3)递推关系式:
fk(sk)=max[ pk(xk)+ fk+1(sk-xk) ]k=4,3,2,1
边界条件:f5(s5)=0
4)从最后一个阶段开始向前逆推计算。
第四阶段:设将s4箱货物(s4=0,1,2,3,4,5,6)全部分配给4售货店时,最大盈利值为:f4(s4)=max[p4(x4)] 其中x4=s4=0,1,2,3,4,5,6x4*表示使得f4(s4)为最大值时的最优决策。
第三阶段:设将s3箱货物(s3=0,1,2,3,4,5,6)分配给3售货店和4售货店时,对每一个s3值,都有一种最优分配方案,使得最大盈利值为:f3(s3)=max[ p3(x3)+ f4(s3-x3) ]x3=0,1,2,3,4,5,6
第二阶段:设将s2箱货物(s2=0,1,2,3,4,5,6)分配给2售货店、3售货店和4售货店时,则最大盈利值为:f2(s2)=max[ p2(x2)+ f3(s2-x2) ]
其中,x2=0,1,2,3,4,5,6
第一阶段:设将s2箱货物(s1=0,1,2,3,4,5,6)分配给1售货店、2售货店、3售货店和4售货店时,则最大盈利值为:f1(s1)=max[ p1(x1)+ f2(s1-x1) ]
其中,x1=0,1,2,3,4,5,6
按计算**的顺序反推,可知最优分配方案有6个:
1) x1*=1,x2*=1,x3*=3,x4*=1。
2) x1*=1,x2*=2,x3*=2,x4*=1。
3) x1*=1,x2*=3,x3*=1,x4*=1。
4) x1*=2,x2*=0,x3*=3,x4*=1。
5) x1*=2,x2*=1,x3*=2,x4*=1。
6) x1*=2,x2*=2,x3*=1,x4*=1。
以上6种最优方案的总利润均为17。
使用matlab解决上面的问题:
在matlab命令窗口输入下面的程序:
图1 程序及其运行结果-1
图2程序及其运行结果-2
图3程序及其运行结果-3
m=1;a=[0 4 6 7 7 7 7];
b=[0 2 4 6 8 9 10];
c=[0 3 5 7 8 8 8];
d=[0 4 5 6 6 6 6];
for a=1:7
for b=1:7
for c=1:7
for e=1:7
if a+b+c+e==10
d(m)=a(a)+b(b)+c(c)+d(e);
e(m,1)=a;
e(m,2)=b;
e(m,3)=c;
e(m,4)=e;
m=m+1;
elsecontinue;
endend
endend
endmaxnum=d(1);
for l=1:size(d,2)
if d(l)>maxnum
maxnum=d(l);
p=l;else
continue;
endend
for l=1:size(d,2)
if d(l)==maxnum
e(l,:)1
elsecontinue;
endend
maxnum
按回车后可以得到以下的结果:ans =
ans =ans =
ans =ans =
ans =
maxnum =
由运行结果可知最优方案有6个:
1) x1*=1,x2*=1,x3*=3,x4*=1。
2) x1*=1,x2*=2,x3*=2,x4*=1。
3) x1*=1,x2*=3,x3*=1,x4*=1。
4) x1*=2,x2*=0,x3*=3,x4*=1。
5) x1*=2,x2*=1,x3*=2,x4*=1。
6) x1*=2,x2*=2,x3*=1,x4*=1。
最大总利润为17。
这与之前的计算结果一致。
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