篱笆问题——

ISIGHT 初级培训教材（初稿）大图标版

1、 ISIGHT 简介

首先，我们介绍一下ISIGHT 的结构组成。如图1所示，ISIGHT 由以下四个功能模块组成：通过过程集成模块，可以集成相应的商业或自编程序，并通过问题定义模块将整个优化问题确定好，在求解过程中应用求解监视器对优化过程和效果进行实时显示，直至最终的优化结果。以上所有的模块都是在任务管理模块的控制协调之下完成的。为了更形象的解释各模块的功能和ISIGHT 的操作，我们以一个围栏问题为例加以说明。

图 1 ISIGHT 主要组成

2、 围栏问题

下面我们以最简单、最基础的围栏问题作为优化案例来说明ISIGHT 的基本操作步骤。 问题描述：

一个农夫用一个周长为400

米的篱笆来围一块矩形的菜地，

他不知道如何选择菜地的长和

宽来保证所谓菜地面积最大（图

2）。那么这个问题就可以用数学

语言描述为：

设矩形 长为L ，宽为W 。

面积为Area

则 在约束 2*（L+W ）=400 的条件下

使得 Area=L*W=maximum

根据初等代数学的知识，我们可以将长L 替换为W ，即有约束可以知道L=200-W 代入 Area 的计算公式中，可知 Area=（200-W ）*W ，由一元二次函数的性质，可知当W=-b/(2a)=100时，Area 取得最大值10000，即当菜地的形状为正方形时，取得的面积最大。 下面通过ISIGHT 来找到这个最优点，并与理论结果比较一下。

1、确定问题，优化变量，计算方法和优化目标

将培训光盘里Training_CD\LabFiles\Windows\isightTrn\Fence1目录及其目录下的所有文件拷贝至D ：盘的根目录下，该目录中包含着整个优化计算的内容。这里面的优化变量为矩形的长和宽，优化目标为面积，优化的目的是使面积最大化。为此，建立一个输入文件FenceIn.txt ，一个输出文件FenceOut.txt 。和一个可执行文件Fence.exe 来进行面积的计算。各个文件的内容如下：

FenceIn.txt ：

Fence Input File

The length is: 8

The width is: 6

FenceOut.txt：

Fence Output File

The area is: 48.000000

The perimeter is: 28.000000

Fence.c：

fscanf(fp,"Fence Input File\n"); // 数据输入语句

fscanf(fp,"The length is: %lf\n", &Length); //读入长度

fscanf(fp,"The width is: %lf\n", &Width); //读入宽度

Area = Length * Width; //计算面积

Perimeter = 2 * Length + 2 * Width; //计算周长

fprintf(fp,"Fence Output File\n"); //数据输出语句

fprintf(fp,"The area is: %f\n",Area); //输出面积

fprintf(fp,"The perimeter is: %f\n",Perimeter); //输出周长

程序编译成功后，便可以从输入文件中读取长和宽，计算出周长和面积，并将其输出至输出文件。这个过程，即可以认为是一个简单的数值模拟过程，剩下的步骤就是如何将其集成至ISIGHT程序中。

2、ISIGHT集成步骤：

：启动ISIGHT软件。Windows用户点击开始->程序->isight7.1->isight，isight程 Step1

序即被启动，启动界面如下图所示：

：点击integrate按钮，ISIGHT跳出如下图的集成对话框，同时点击Simcode按 Step2

钮，在右方的图框中会显示出Simcode的图框，集成操作将主要在这个框里面进行。

Step3 ：文件的说明与解析。下一步的操作主要包括以下几个方面：定义执行程序；定义输入输出文件；说明调节参数和输出参数。首先点击Simcode框左方的，Simcode框将

会出现三个框：输入文件框，执行程序框和输出文件框。

点击输入对话框左方的，程序会弹出如上图所示的对话框，其中，Temperate File 里

面说明的是模版文件及其路径，Input File里说明的输入文件及其路径。文件及路径的说明

可以通过点击右方的进行直接选择，也可以直接输入：D:\fence1\inputtemplate.txt 和D:\fence1\input.txt。然后点击OK推出对话框。其中的模版文件与输入文件完全相同，只需

要改变文件名即可。

点击input0图框左方的，系统会跳出文件解析对话框：

在文件解析框右边的文本框中，通过鼠标选择第二行的文字：The Length is：，

注意：选择时还要考虑到空格，一定保证鼠标高亮的位置在8之前。这时系统会弹出Select

Type of Action对话框。点击apply按钮。

File parser 会出现如下显示。

在定义变量的对话框中，选中replace next Word 标签，并在 With对话框中输入Length，点击OK，系统显示如图所示

对第三行进行类似的重复操作，只是在定义变量对话框的with栏内填写的是Width，最终的显示如图所示：

保存并退出该对话框。

定义执行程序，回到Simcode对话框，点击，并在弹出的对话框中的program中定义可执行程序，此操作可以通过file..按钮直接找到。点击OK后，左边的program0应改变为

fence.exe