模糊线性规划

更新时间:2023-01-08 17:04

模糊线性规划(fuzzy linear programming)是经典线性规划的一种推广,它是将线性约束的边界模糊化,从而使人们能在较宽松的条件下求得优化的条件与优化的极值。

基本介绍

自从1970年,Bellman与Zadeh提出模糊决策的概念之后,模糊优化一直是一个引人注目的研究领域。在这个领域中模糊线性规划是一个发展较为成熟的领域,特别是用以求解模糊线性规划的容差法(Tolerance Approach),不仅理论上比较完备,也在实际模糊决策中获得了广泛应用。

线性规划已经广泛地用于现代物流调运、资源优化配置、组合投资分析、区域经济规划等经济领域。由于普通线性规划的约束条件是固定的,在经济发展过程中必然会出现一些波动,因此实际问题需要约束条件具有一定的弹性,目标函数可能不是单一的,可以借助于模糊集合的方法来处理。引入隶属函数概念,将线性规划的约束条件与目标函数模糊化,进而导出一种新的线性规划问题,它的最优解称为原问题的模糊最优解。

对于通常的线性规划问题,即在约束条件下,求目标函数的极值min Z,考虑约束条件的软化,,这里“”表示对“≤”的一种放宽,并确定它的隶属函数

这即是模糊线性规划问题。

模糊线性规划的模型

模糊约束线性规划的一般形式如下:

模糊线性规划的模型可简记为:

模糊线性规划的求解

下面我们来讨论式(2)的求解问题。

设分别是普通线性规划,即

的最优值,其中称为式(2)的伸缩指标向量。为第i个伸缩指标。对应两种极端情况,一种是完全接受约束),另一种是完全不接受约束(),它们都不是我们所希望的。我们的目的是适当减低隶属度,使得最优值有所提高且介于之间,为此构造模糊目标集,其隶属度为

其中,。易见,当时,,这表明欲使目标值大于z0,必须降低。为了兼顾模糊约束集与模糊目标集,可采用模糊判决,然后选择,使

注意到

于是问题归结为求普通线性规划问题,若求出普通线性规划问题的最优解为,则

为式(3)的最优解,得式(3)的最优解。

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