Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

EEEN40580-Optimisation Techniques For Engineers - 2023/24 Autumn

Assignment 2

Due date:  4th  Dec 2023

.     For the problems that require numerical values for the parameters  and β, consider the last two digits of your student number. β is the last one. If your Student Number  is 123456754, then = 5 and  β= 4. Specify your  and β at the beginning of your report.

.     Submit your assignment via Brightspace Only! Submitting the report after the   deadline is considered a late submission. Late submissions will be identified by Brightspace. UCD regulations will be applied to those submissions.

.    The cover sheet of your report must contain a signed declaration that the work is your own and that you have read and understood the University policy on plagiarism. Not submitting this form means that your report won’t be graded.

Submitting this form after the deadline will be regarded as a late submission.

.    You are allowed to submit multiple submissions but only one PDF + codes (only the latest ones will be kept and considered for evaluation). Use a word processor (MS   Word, Latex, ...). Hand-written reports will get a max of 50% of the grade.

.    This is an individual assignment.

Submission of report mut be named:

EEEN40580-Ass2-[student_number].pdf

Further code file names for submissions will be advised in the text.

1.   Confirm you have read the first page of the report and understand it (2 points).

2.  Steepest Decent Methods (40 points)

For the following func\on:

F(x,y) = (α+2)(x - 2)2 + (β+2)(y- 2)2 + 0.1(α+β+2) xy+ 3(α+2)

Use the steepest decent method in part A, B and C to find the point at which the method converges. For each of part A, B and C you must:

-     Solve the problem from 3 points chosen by you.

. Plot the func\on surface showing star\ng point and finishing point.

. Plot the convergence curve (for each itera\on show the new x and y values and f(x,y))

A)   Using steepest decent method using step size of 0.1.

Submit your python code for applying the method to the problem – EEEN40580- Ass2-Q1A- [student_number].ipynb

B)   Using steepest decent method with op\mal step size.

Submit your python code for applying the method to the problem – EEEN40580- Ass2-Q1B- [student_number].ipynb

For the following func\on:

F(x,y) = sin((α+2)x) + sin((β +1)y)

Use the steepest decent method in part C to find the point at which the method converges:

-     Solve the problem from 3 points chosen by you.

. Plot the func\on surface showing star\ng point and finishing point.

. Plot the convergence curve (for each itera\on show the new x and y values and f(x,y)).

. Give any observa\ons or comment on the convergence of the algorithm.

C)   Using Newtons Method

Submit your python code for applying the method to the problem – EEEN40580- Ass2-Q1C- [student_number].ipynb

3.   Constrained convex op3misa3on (38 points)

For the following op\misa\on problem:

Min      f= (α+3)x12  + (β+3)x22

s.t.

(α+1)x1 + x2 = 5

x1 + (β+2)x2 ≤ 12

A)   Prove the problem is a convex op\misa\on problem

B)   Derive the Lagrangian dual of the op\misa\on problem.

C)   Derive the KKT condi\ons for op\misa\on.

D)  Solve the KKT condi\on equa\ons for the op\mal solu\on.

4.   Robust Op3misa3on (20 points)

A factory produces two chemicals for sale In any given week for a single produc\on chain.

It takes 3 hours on the chain to produce a litre of chemical a, and 5 hours to produce a litre of chemical b.

The company has a total of 120 hours capacity per week for the given produc\on

chain, and for safety concerns must not produce more than a difference of 15 litres between each chemical.

The company has conducted market research on the expected sale price of the chemicals.

The sale price range given for chemical a is between €50+α and €55 per litre with an expected price of €55.

The sale price range given for chemical a is between €40+ β and €120 per litre with an expected price of €90.

Develop a robust counterpart program and solve for the op\mal solu\on under the uncertainty condi\ons for three cases:

a)          Conserva\veness at 0.5

b)         Conserva\veness at 1

c)          Conserva\veness at 1.5