数学建模实验四数学规划模型

发布 2023-05-17 19:05:28 阅读 7517

集美大学计算机工程学院实验报告。

一、实验目的。

通过本次实验,了解利用lindo6.1或lingo11进行线性规划问题求解的一般方法,并能对lindo的求解结果进行合理的解释和利用。

二、实验内容。

实验1利用lindo软件求解奶制品生产与销售模型,并解释求解的结果:

一桶牛奶可以在甲类设备上用15小时加工成4公斤a1,或者在乙类设备上用10小时加工成5公斤a2,每公斤a1获利24元,每公斤a2获利18元,每天能得到50桶牛奶**,每天工人总劳动时间为480小时,甲类设备每天至多加工100公斤a1.

实验2 利用lindo软件求解钢管下料问题的最优解。钢管长度都是19米,客户需要45根4米,15根6米,和15根8米,应该如何下料最省?

实验3教材中p98例2的货机装运问题,根据给定数据,利用lingo软件,输入对应的模型数据,计算满足保持飞机平衡,求最大利润解。并给出结果的解释。

三、实验使用环境。

windowsxp、lindo.6.1

四、实验步骤。

1、利用lindo软件求解奶制品生产与销售模型。

模型假设:1)设每天用x1桶牛奶生产奶a1,x2用桶牛奶生产a2;

2)设每天获利为z元。x1桶牛奶可生产4x1公斤a1,获利24*3x1,x2桶牛奶可生产5x2公斤a2,获利18*4x2,故z=72x1+72x2;

约束条件:1)生产牛奶不超过每天**,即x1+x2<=50;

2)生产总加工时间不超过每天工人劳动时间,即15x1+10x2<=480;

3)a1产量不超过每日最大产能,即4x1<=100;

4)a1>=0、a2>=0。

在lindo中输入:

lindo输出结果:

结果分析:由lindo软件得到的结果,可知这个线性规划的最优解为x1=0,x2=48,最优值为3456,即只用48桶牛奶生产a2,可获得最大利润3456。

2、利用lindo软件求解钢管下料问题的最优解。

根据19米长的钢管通过不同的切割方案,产生余料长度不同可得到下表:

模型假设:1)用xi 表示按照第i种切割方案切割的原料钢管的根数,显然xi>=0;

2)用z1表示切割后剩余的总余量,用z2表示使用钢管的根数,则有z1=3x1+x2+3x3+3x4+x5+x6+3x7,z2=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7;

约束条件:1)4米钢管不少于45根,即4x1+3x2+2x3+x4+x5>=45;

2)6米钢管不少于15根,即x2+2x4+x5+3x6>=15;

3)8米钢管不少于15根,即x3+x5+2x7>=15。

1)在lindo中输入:

lindo输出结果:

结果分析:分析结果可知,按照模式2切割10根原料钢管,按照模式5切割15根原料钢管,共25根,总余料25米,显然,在总余料最小的目标下,最优解将是使用余料尽可能小的切割模式。

2)在lindo中输入:

lindo输出:

结果分析:分析结果可知,按照模式2切割15根原料钢管,按照模式7切割7根原料钢管,共22根,总余料36米,相比最小余量方式,余料增加11米,但是所用原料钢管减少了3根。在余料没什么用途的情况下,通常选择总根数最少为目标。

3、货机装运问题。

模型假设:1、每种货物可以分割到任意小;

2、每种货物可以在一个或多个货舱中任意分布;

3、多种货物可以混装,并保证不留空隙;

4、所给出的数据都是精确的,没有误差。。

模型建立:决策变量:xij--第i 种货物装入第j 个货舱的重量(t),i=1,2,3,4, j=1,2,3 (分别代表前、中、后仓),xij--第i 种货物装入第j 个货舱的重量。

在lingo中输入:

lindo输出结果:

结果分析:通过lingo软件求解观察结果可以得出,货物2装入前舱7、后舱8,货物3装入前舱3、中舱13,货物4装入中舱3,得到最大利润121515.8元。

五、实验小结。

1、通过本次实验,对初等模型的建立的基本思路和方法有了一定了解;

2、由于第一次使用matlab软件,对建模时用到的各类函数尚不熟悉,希望能够通过接下来的实验了解matlab软件的使用;

3、在对模型的分析时,掌握各变量之间的关系才能更加精确的建立出模型关系。

4、在建立模型过程中,通过假设环境不变,减少影响结果的因素,使得问题简化,便于分析求解,但是这样的假设又是粗糙的。

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