Fakultet tehničkih nauka

Predmet: Metodi optimizacije u infrastrukturnim sistemima (17.ESI100)

Matične organizacione jedinice predmeta:
Osnovne informacije:
 
Kategorija Naučno-stručni
Uža naučna oblast Primenjeno softversko inženjerstvo
Multidisciplinarna Ne
ESPB 4
Cilj:

Sticanje znanja o problemima numeričke analize i klasičnim problemima optimizacije i znanja o klasičnih metodama za njihovo rešavanje. Upoznavanje sa prednostima i manama tih metoda i mogućnostima njihove primene.

Ishod:

Prepoznavanje problema numeričke analize i karakterističnih tipova problema optimizacije. Saznanje o klasičnim metodama optimizacije. Osposobljavanje studenata da rešavaju raznovrsne numeričke probleme putem računara i klasične probleme optimizacije primenom klasičnih metoda optimizacije.

Sadržaj:

Uvodna razmatranja: osnovni pojmovi numeričke analize; postavka i podela problema optimizacije i metoda za njihovo rešavanje; osnovni koraci rešavanja problema optimizacije. Osnovni pojmovi numeričke analize: funkcije, matrična algebra. Sistemi linearnih algebarskih jednačina: Teoreme, transformacije ekvivalencije, permutacione matrice, postupci za rešavanje (Gauss-?v postupak eliminacije, trougaona dekompozicija) i optimalni poredak jednačina (Kvazi optimalni postupci i Tunney-eve optimalne šeme). Tehnike retkih matrica: Redosledna i ulančana šema memorisanja. Inverzija matrice: klasične metode i Lema o inverziji matrice. Sistemi nelinearnih algebarskih jednačina: metode popravke rešenja, metode zagrađivanja rešenja i kombinovanje metode; osnovna i modifikovana Newton-Raphson-ova metod i osnovni i ubrzan Gauss-Seidel-?v metod. Regresiona analiza: slučajan promenljiva, model podataka, korelacija, rezidual, minimalna suma kvadrata odstupanja, linearna regresija. Osnovni pojmovi problema optimizacije: varijable, funkcija cilja, ograničenja, dopustiva oblast, vektor pravca, korak pretraživanja, matematički model, grafička interpretacija, transformacije i karakteristike. Metodi optimizacije: konveksno optimizacija (konveksni skup i funkcija; ekstremna tačka; konveksni problem; teorema dualnosti; dualni konveksni problem; uslovi optimalnosti; metode za rešavanje konveksnog problema); linearna optimizacija (standardna i kanonična forma; Simplex metod; metod unutrašnje tačke; metodi bez i metodi sa računanjem izvoda; mrežni problem; transportni problem; problem dodeljivanja); nelinearna optimizacija (potrebni i dovoljni uslovi; metodi bez i metodi sa računanjem izvoda; kvadratni problem; Lagrange-ov metod); celobrojna/diskretna optimizacija (linearni i nelinearni problemi; celobrojni, mix-integer i binarni 0-1 problemi; metode odsecanja, metode grananja i ograničavanja); dinamičko programiranje; višekriterijumska optimizacija (Trade-off, Pareto optimizacija).

Metodologija izvođenja nastave:

Predavanja; auditorne vežbe; konsultacije.

Literatura:
Autori Naziv Godina Izdavač Jezik
B.P.Demidovich, I.A.Maron Computational Mathematics 1973 Mir Publishers, Moscow Engleski
S.Boyd, L.Vandenberghe Convex Optimization 2009 Springer, Cambridge Univ. Press, UK Engleski
Levi, V., Bekut, D. Primena računarskih metoda u elektroenergetici 1997 Stylos, Novi Sad Srpski jezik
A.D.Belegundu, T.R.Chandrupatla Optimization Concepts and Application in Engineering 2011 Cambridge, Second Edition, University Press, New York, NY, USA Engleski
Formiranje ocene:
Predmetna aktivnost Predispitna Obavezna Broj poena
Pismeni deo ispita - kombinovani zadaci i teorija Ne Da 50.00
Prisustvo na vežbama Da Da 5.00
Prisustvo na predavanjima Da Da 5.00
Seminarski rad Da Da 40.00
Izvođači nastave:
Auditorne vežbe
Predavanja
Auditorne vežbe
Predavanja
Predavanja