Материал: Бородакий Нелинейное программирование в современных задачах оптимизации 2011

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Применим метод покоординатного спуска для решения задачи поиска безусловного минимума целевой функции. Будем использовать метод “золотого сечения” для нахождения оптимального значения по каждой координате. Далее в этой задаче проводятся преобразования, подобные приведенным в п. 2.7.4. Исследования показали, что наилучшие результаты в данной задаче получаются при

mi m 10 , i 1,5.

В большинстве случаев путь, необходимый для перехода с крейсерского участка на балансный, достаточно велик и превосходит величину l. В таком случае этот переход необходимо осуществлять до выполнения разворота и проходить этот разворот на скорости, соответствующей балансному участку. В зависимости от скорости полета при выполнении разворота (она является постоянной на всем протяжении участка разворота) радиус разворота может принимать различные фиксированные значения. При необходимости на балансный участок надо переходить на прямолинейном участке до разворота. Математически это ограничение можно записать в виде

tN

 

R( 0

) l

.

(2.270)

VN

 

 

 

 

 

 

С учетом данного ограничения решение задачи становится физически реализуемым с точки зрения значений величины tN .

Для расчетов были выбраны следующие исходные данные:

r

800 ,

 

0

20o ,

V

ц

250,

t

S

300,

S

S

160,

V

кр

250 ,

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VN 400,

V 300 м/с,

Cкр 1.5

кг/с,

 

CN 6 кг/с,

 

Cдеж 1.7

 

кг/с,

qпр 5 кг/с,

 

Hат 11 км,

Dp 30 км,

 

Rв 50 км,

 

G 13000 кг,

r 10 км,

R 10 км,

l 10 км,

0 30o .

Результаты приведены в табл. 2.9–2.19. Величина характеризует точность нахождения экстремума методом золотого сечения для каждой координаты, а величина – относительную точность решения.

211

Таблица 2.9

Анализ результатов в зависимости от скорости полета цели

 

 

 

10 1 ,

10 2

 

 

 

Параметр

ц, с

кр, с

 

N, с

 

пас, с

,

Gост, кг

X, км

Число

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Vц = 200 м/с

2114.25

1632.53

0.01

 

 

0.00

14.29

8362.00

453.00

13

2

Vц = 250 м/с

1926.09

1444.09

0.01

 

 

0.03

18.95

8860.64

406.72

10

3

Vц = 300 м/с

1774.07

1292.31

0.00

 

 

0.03

23.90

9257.50

369.56

13

4

Vц = 350 м/с

1516.89

742.94

234.44

 

0.03

18.22

8670.82

355.46

12

5

Vц = 400 м/с

1412.49

638.50

234.46

 

0.06

21.88

8929.10

331.28

13

6

Vц = 450 м/с

1323.79

549.81

234.43

 

0.07

25.67

9143.75

311.08

15

7

Vц = 500 м/с

1198.91

334.35

304.26

 

0.05

22.94

9057.17

299.77

15

8

Vц = 550 м/с

1132.37

267.82

304.24

 

0.05

26.15

9210.42

285.36

17

9

Vц = 600 м/с

1076.05

219.72

296.03

 

0.04

29.62

9376.83

272.48

20

10

Vц = 650 м/с

1024.81

168.52

295.99

 

0.04

33.05

9487.77

262.06

23

11

Vц = 700 м/с

973.13

55.52

329.53

 

0.03

32.12

9476.69

244.25

24

12

Vц = 750 м/с

935.65

36.08

311.50

 

0.03

36.10

9636.11

235.65

29

13

Vц = 800 м/с

902.49

18.96

295.47

 

0.03

40.34

9772.61

228.68

37

14

Vц = 850 м/с

873.82

6.45

279.31

 

0.03

45.02

9895.66

223.19

52

15

Vц = 900 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

16

Vц = 950 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

17

Vц = 1000 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.10

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

от взаимного расстояния цель-истребитель

 

 

 

 

 

10 1 ,

10 2

 

 

 

Параметр

ц, с

кр, с

 

N, с

 

пас, с

 

,

Gост, кг

X, км

Число

 

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

r0 = 100 км

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

2

r0 = 200 км

649.68

167.95

 

0.00

 

0.01

 

15.17

9449.29

86.95

10

3

r0 = 300 км

862.23

380.46

 

0.01

 

0.04

 

16.98

9369.40

140.41

9

4

r0 = 400 км

1074.93

593.17

 

0.01

 

0.03

 

17.80

9284.54

193.73

9

5

r0 = 500 км

1287.70

805.95

 

0.00

 

0.02

 

18.27

9193.41

247.00

10

6

r0 = 600 км

1500.48

1018.73

 

0.01

 

0.02

 

18.58

9094.21

300.26

10

7

r0 = 700 км

1713.28

1231.53

 

0.00

 

0.02

 

18.79

8984.46

353.49

10

8

r0 = 800 км

1926.09

1444.33

 

0.01

 

0.03

 

18.95

8860.64

406.72

10

9

r0 = 900 км

2138.89

1657.15

 

0.01

 

0.02

 

19.07

8718.05

459.95

10

10

r0 = 1000 км

2351.72

1869.96

 

0.00

 

0.03

 

19.17

8550.48

513.17

10

11

r0 = 1100 км

2564.54

2082.78

 

0.00

 

0.04

 

19.24

8350.15

566.39

10

12

r0 = 1200 км

2777.36

2295.61

 

0.01

 

0.02

 

19.31

8108.68

619.61

10

13

r0 = 1300 км

2990.19

2508.43

 

0.01

 

0.03

 

19.36

7819.08

672.82

10

14

r0 = 1400 км

3203.01

2721.25

 

0.00

 

0.03

 

19.41

7478.25

726.04

10

15

r0 = 1500 км

3415.84

2934.08

 

0.00

 

0.03

 

19.45

7088.45

779.26

10

16

r0 = 1600 км

3628.67

3146.91

 

0.00

 

0.03

 

19.48

6656.24

832.47

10

17

r0 = 1700 км

3841.50

3359.73

 

0.00

 

0.05

 

19.52

6190.00

885.68

10

18

r0 = 1800 км

4054.33

3572.58

 

0.01

 

0.02

 

19.54

5697.55

938.89

11

19

r0 = 1900 км

4267.18

3785.42

 

0.01

 

0.03

 

19.57

5185.48

992.11

11

20

r0 = 2000 км

4480.01

3998.26

 

0.01

 

0.02

 

19.59

4658.72

1045.32

11

212

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.11

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

 

от скорости полета цели

 

 

 

 

 

 

10 6 ,

10 8

 

 

 

Параметр

ц, с

кр, с

 

N, с

 

пас, с

,

Gост, кг

X, км

Число

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Vц = 200 м/с

2114.25

1632.52

0.00

 

 

0.00

14.29

8362.03

453.00

19

2

Vц = 250 м/с

1926.09

1444.36

0.00

 

 

0.00

18.95

8860.63

406.73

22

3

Vц = 300 м/с

1774.07

1292.35

0.00

 

 

0.00

23.90

9257.48

369.57

27

4

Vц = 350 м/с

1516.89

742.98

234.44

 

0.00

18.22

8670.79

355.47

25

5

Vц = 400 м/с

1412.49

638.63

234.44

 

0.00

21.88

8929.10

331.28

30

6

Vц = 450 м/с

1323.79

549.94

234.44

 

0.00

25.67

9143.59

311.09

36

7

Vц = 500 м/с

1198.91

334.46

304.25

 

0.00

22.95

9057.14

299.77

34

8

Vц = 550 м/с

1132.37

267.91

304.25

 

0.00

26.15

9210.28

285.37

40

9

Vц = 600 м/с

1076.05

219.85

296.01

 

0.00

29.63

9376.86

272.48

47

10

Vц = 650 м/с

1024.81

168.61

296.01

 

0.00

33.07

9487.58

262.07

55

11

Vц = 700 м/с

973.13

55.67

329.50

 

0.00

32.14

9476.71

244.25

57

12

Vц = 750 м/с

935.65

36.21

311.50

 

0.00

36.12

9635.98

235.66

70

13

Vц = 800 м/с

902.49

19.09

295.48

 

0.00

40.37

9772.40

228.69

92

14

Vц = 850 м/с

873.82

6.59

279.37

 

0.00

45.06

9895.13

223.23

125

15

Vц = 900 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

16

Vц = 950 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

17

Vц = 1000 м/с

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.12

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

от взаимного расстояния цель-истребитель

 

 

 

 

 

10 6 ,

10 8

 

 

 

Параметр

ц, с

кр, с

 

N, с

 

пас, с

 

,

Gост, кг

X, км

Число

 

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

r0 = 100 км

 

 

 

Задача не имеет решения

 

 

2

r0 = 200 км

649.68

167.95

 

0.00

 

0.00

 

15.17

9449.30

86.96

19

3

r0 = 300 км

862.23

380.50

 

0.00

 

0.00

 

16.98

9369.37

140.41

19

4

r0 = 400 км

1074.93

593.20

 

0.00

 

0.00

 

17.80

9284.51

193.74

19

5

r0 = 500 км

1287.69

805.96

 

0.00

 

0.00

 

18.27

9193.40

247.01

20

6

r0 = 600 км

1500.47

1018.75

 

0.00

 

0.00

 

18.58

9094.21

300.26

20

7

r0 = 700 км

1713.28

1231.55

 

0.00

 

0.00

 

18.79

8984.44

353.50

20

8

r0 = 800 км

1926.08

1444.36

 

0.00

 

0.00

 

18.95

8860.63

406.73

22

9

r0 = 900 км

2138.90

1657.18

 

0.00

 

0.00

 

19.07

8718.04

459.95

20

10

r0 = 1000 км

2351.72

1870.00

 

0.00

 

0.00

 

19.17

8550.45

513.18

22

11

r0 = 1100 км

2564.54

2082.82

 

0.00

 

0.00

 

19.24

8350.12

566.40

23

12

r0 = 1200 км

2777.37

2295.64

 

0.00

 

0.00

 

19.31

8108.66

619.61

24

13

r0 = 1300 км

2990.19

2508.47

 

0.00

 

0.00

 

19.36

7819.05

672.83

22

14

r0 = 1400 км

3203.02

2721.30

 

0.00

 

0.00

 

19.41

7478.21

726.05

20

15

r0 = 1500 км

3415.85

2934.13

 

0.00

 

0.00

 

19.45

7088.39

779.26

20

16

r0 = 1600 км

3628.68

3146.96

 

0.00

 

0.00

 

19.48

6656.19

832.47

24

17

r0 = 1700 км

3841.51

3359.79

 

0.00

 

0.00

 

19.52

6189.93

885.69

26

18

r0 = 1800 км

4054.34

3572.62

 

0.00

 

0.00

 

19.54

5697.52

938.90

20

19

r0 = 1900 км

4267.17

3785.45

 

0.00

 

0.00

 

19.57

5185.47

992.11

23

20

r0 = 2000 км

4480.01

3998.28

 

0.00

 

0.00

 

19.59

4658.72

1045.32

23

213

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.13

 

 

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

 

 

 

 

от курса полета цели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 6 ,

10 8

 

 

 

 

 

 

 

Параметр

 

ц, с

кр, с

N, с

 

пас, с

 

,

 

Gост, кг

 

X, км

 

Число

 

 

 

 

 

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0 = 5

1843.34

1361.61

0.00

 

0.00

 

2.52

8910.71

 

380.50

8

 

2

0 = 10

1856.33

1374.61

0.00

 

0.00

 

8.03

8903.02

 

385.59

11

 

3

0 = 15

1883.51

1401.79

0.00

 

0.00

 

13.51

8886.72

 

394.23

15

 

4

0 = 20

1926.08

1444.36

0.00

 

0.00

 

18.95

8860.63

 

406.73

22

 

5

0 = 25

1985.97

1504.24

0.00

 

0.00

 

24.35

8822.64

 

423.56

30

 

6

0 = 30

2066.00

1584.27

0.00

 

0.00

 

29.70

8769.36

 

445.47

44

 

7

0 = 35

2170.06

1688.34

0.00

 

0.00

 

34.99

8695.24

 

473.47

73

 

8

0 = 40

2302.15

1820.43

0.00

 

0.00

 

40.16

8592.11

 

508.85

167

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.14

 

 

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

 

 

 

 

от скорости полета цели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 1 ,

10 2

 

 

 

 

 

 

 

Параметр

 

ц, с

кр, с

N, с

 

пас, с

,

 

Gост, кг

X, км

 

Число

 

 

 

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

Vц = 200 м/с

 

2127.28

1645.55

0.01

 

 

0.00

137.74

 

8352.47

 

443.44

 

139

 

2

Vц = 250 м/с

 

1935.19

1453.41

0.01

 

 

0.05

133.23

 

8854.99

 

396.95

 

9

 

3

Vц = 300 м/с

 

1779.77

1298.01

0.00

 

 

0.03

128.44

 

9254.29

 

359.74

 

12

 

4

Vц = 350 м/с

 

1481.85

707.91

234.44

 

0.03

135.67

 

8684.26

 

355.76

 

11

 

5

Vц = 400 м/с

 

1377.31

603.34

234.45

 

0.04

132.52

 

8941.21

 

331.82

 

12

 

6

Vц = 450 м/с

 

1288.78

517.31

231.96

 

0.03

129.26

 

9166.84

 

311.57

 

14

 

7

Vц = 500 м/с

 

1201.19

557.68

83.22

 

 

0.03

130.07

 

10051.20

288.74

 

14

 

8

Vц = 550 м/с

 

1133.37

490.50

82.58

 

 

0.02

127.00

 

10207.53

274.36

 

16

 

9

Vц = 600 м/с

 

1072.58

424.45

87.85

 

 

0.02

123.98

 

10315.04

262.59

 

18

 

10

Vц = 650 м/с

 

1018.85

365.36

93.20

 

 

0.02

120.92

 

10403.32

252.64

 

20

 

11

Vц = 700 м/с

 

956.55

264.00

104.50

 

0.01

123.55

 

10498.55

237.78

 

19

 

12

Vц = 750 м/с

 

912.75

214.28

110.42

 

0.02

120.84

 

10557.33

230.56

 

21

 

13

Vц = 800 м/с

 

873.31

168.87

116.39

 

0.02

118.11

 

10604.76

224.47

 

23

 

14

Vц = 850 м/с

 

837.69

127.20

122.44

 

0.02

115.33

 

10642.16

219.36

 

27

 

15

Vц = 900 м/с

 

805.37

88.78

128.54

 

0.02

112.54

 

10670.91

215.14

 

30

 

16

Vц = 950 м/с

 

776.01

53.22

134.74

 

0.01

109.69

 

10691.73

211.71

 

34

 

17

Vц = 1000 м/с

 

749.27

20.17

141.05

 

0.01

106.80

 

10705.30

209.02

 

39

214

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.15

 

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

 

от взаимного расстояния цель-истребитель

 

 

 

 

 

 

10 1 ,

10 2

 

 

 

 

Параметр

ц, с

кр, с

N, с

 

пас, с

,

Gост, кг

 

X, км

Число

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

r0 = 100 км

 

 

Задача не имеет решения

 

 

2

r0 = 200 км

663.71

181.97

0.00

 

0.02

146.12

9444.15

 

74.55

8

3

r0 = 300 км

873.84

392.08

0.01

 

0.03

139.64

9364.89

 

129.36

8

4

r0 = 400 км

1085.48

603.73

0.01

 

0.02

136.90

9280.16

 

183.23

9

5

r0 = 500 км

1297.64

815.90

0.00

 

0.01

135.37

9188.96

 

236.81

9

6

r0 = 600 км

1510.05

1028.28

0.01

 

0.04

134.40

9089.56

 

290.25

9

7

r0 = 700 км

1722.58

1240.82

0.00

 

0.03

133.73

8979.38

 

343.62

9

8

r0 = 800 км

1935.19

1453.41

0.01

 

0.05

133.23

8854.99

 

396.95

9

9

r0 = 900 км

2147.87

1666.11

0.01

 

0.03

132.86

8711.55

 

450.25

10

10

r0 = 1000 км

2360.56

1878.82

0.00

 

0.01

132.56

8542.84

 

503.53

10

11

r0 = 1100 км

2573.28

2091.53

0.00

 

0.02

132.31

8341.08

 

556.80

10

12

r0 = 1200 км

2786.02

2304.28

0.01

 

0.01

132.11

8097.86

 

610.05

10

13

r0 = 1300 км

2998.79

2517.03

0.01

 

0.03

131.94

7806.30

 

663.30

10

14

r0 = 1400 км

3211.56

2729.81

0.00

 

0.02

131.80

7463.50

 

716.54

10

15

r0 = 1500 км

3424.34

2942.58

0.00

 

0.03

131.68

7071.94

 

769.78

10

16

r0 = 1600 км

3637.12

3155.36

0.00

 

0.03

131.57

6638.32

 

823.02

10

17

r0 = 1700 км

3849.91

3368.16

0.00

 

0.02

131.47

6170.95

 

876.25

10

18

r0 = 1800 км

4062.71

3580.95

0.01

 

0.03

131.39

5677.74

 

929.48

10

19

r0 = 1900 км

4275.51

3793.76

0.00

 

0.02

131.32

5165.09

 

982.71

7

20

r0 = 2000 км

4488.34

4006.61

0.01

 

0.00

131.25

4637.82

 

1035.93

39

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.16

 

 

 

Анализ результатов в зависимости

 

 

 

 

 

 

от курса полета цели

 

 

 

 

 

 

 

 

10 1 ,

10 2

 

 

 

 

Параметр

 

ц, с

кр, с

N, с

 

пас, с

,

Gост, кг

 

X, км

Число

 

 

 

итераций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0 = 5

 

1858.17

1376.43

0.00

 

0.01

150.25

8901.92

 

370.92

33

2

0 = 10

 

1868.89

1387.15

0.01

 

0.01

144.54

8895.52

 

375.93

5

3

0 = 15

 

1894.18

1412.43

0.01

 

0.02

138.87

8880.25

 

384.51

7

4

0 = 20

 

1935.19

1453.41

0.01

 

0.05

133.23

8854.99

 

396.95

9

5

0 = 25

 

1993.82

1512.06

0.01

 

0.02

127.64

8817.56

 

413.72

13

6

0 = 30

 

2072.90

1591.12

0.01

 

0.05

122.08

8764.67

 

435.55

18

7

0 = 35

 

2176.37

1694.56

0.00

 

0.08

116.58

8690.66

 

463.49

27

8

0 = 40

 

2308.62

1826.81

0.00

 

0.09

111.19

8586.88

 

498.87

50

215

Источник: https://studfile.net/preview/16708738/