主要内容

如何使用并行处理全局优化工具箱

多核处理器

如果您有一个多核处理器，您可以通过使用并行处理来提高处理速度。您可以使用parallel Computing Toolbox™许可证建立多个工作者的并行池。有关并行计算工具箱软件的说明，请参见开始使用并行计算工具箱(并行计算工具箱)．

假设您有一个双核处理器，并希望使用并行计算。在命令行输入此代码。

parpool

MATLAB®使用多核处理器启动工作池。如果您以前设置了一个非默认的集群配置文件，那么您可以通过输入此代码强制执行多核(本地)计算。

parpool (“本地”）

请注意

根据您的喜好，MATLAB可以自动启动并行池。要启用此功能，请选择并行>并行首选项在环境集团在首页选项卡，然后选择自动创建并行池．

将求解器设置为使用并行处理。

解算器 命令行设置
遗传算法

options = optimoptions('ga'，'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
gamultiobj

options = optimoptions('gamultiobj'，'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
MultiStart

ms = MultiStart('UseParallel'， true);

或

ms.UseParallel = true
paretosearch

选择= optimoptions(‘paretosearch’,‘UseParallel’,真的);
particleswarm

options = optimoptions('particleswarm'， 'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
patternsearch

options = optimoptions('patternsearch'，'UseParallel'， true， 'UseCompletePoll'， true， 'UseVectorized'， false);
surrogateopt

选择= optimoptions(‘surrogateopt’,‘UseParallel’,真的);

从R2019a开始，当您设置UseParallel选项真正的，patternsearch内部覆盖UseCompletePoll设置为真正的所以函数是并行轮询的。

当你运行一个适用的求解器选项，适用的求解器自动使用并行计算。

若要停止并行计算优化，请设置UseParallel来假．要停止所有并行计算，请输入此代码。

删除(gcp)

请注意

文档建议不要使用parfor或parfeval当调用仿真软件®；看到在parfor中使用sim功能(模型)．因此，在使用求解器内置的并行功能并行优化Simulink模拟时，您可能会遇到问题。

网络处理器

如果网络上有多个处理器，请使用并行计算工具箱函数和MATLAB并行服务器™建立并行计算的软件。

确保您的系统为并行计算正确配置。与系统管理员联系，或参考“并行计算工具箱”文档。

  1. 通过输入以下代码执行基本检查教授是您的集群配置文件。

    parpool(教授)

  2. 工作人员必须能够访问您的目标函数文件，如果适用的话，还必须能够访问您的非线性约束函数文件。完成以下步骤中的一个以确保访问权限:

    • 将文件分发给使用parpool(并行计算工具箱)AttachedFiles论点。在这个例子中,objfun.m是你的目标函数文件，和constrfun.m是您的非线性约束函数文件。

      parpool (“AttachedFiles”，{“objfun.m”，“constrfun.m”})；

      工作人员可以访问自己的文件副本。

    • 为你的目标或约束函数文件提供一个网络文件路径。

      pctRunOnAll(“目录network_file_path”)

      工作人员通过网络访问函数文件。

  3. 检查每个worker的路径上是否有文件。

    pctRunOnAll (',文件名”)
    如果任何一个worker没有文件的路径，它就会报告
    文件名没有找到。

将求解器设置为使用并行处理。

解算器 命令行设置
遗传算法

options = optimoptions('ga'，'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
gamultiobj

options = optimoptions('gamultiobj'，'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
MultiStart

ms = MultiStart('UseParallel'， true);

或

ms.UseParallel = true
paretosearch

选择= optimoptions(‘paretosearch’,‘UseParallel’,真的);
particleswarm

options = optimoptions('particleswarm'， 'UseParallel'， true， 'UseVectorized'， false);
patternsearch

options = optimoptions('patternsearch'，'UseParallel'， true， 'UseCompletePoll'， true， 'UseVectorized'， false);
surrogateopt

选择= optimoptions(‘surrogateopt’,‘UseParallel’,真的);

从R2019a开始，当您设置UseParallel选项真正的，patternsearch内部覆盖UseCompletePoll设置为真正的所以函数是并行轮询的。

建立了并行计算环境后，应用求解器将自动使用并行计算选项．

若要停止并行计算优化，请设置UseParallel来假．要停止所有并行计算，请输入此代码。

删除(gcp)

请注意

文档建议不要使用parfor或parfeval当调用仿真软件;看到在parfor中使用sim功能(模型)．因此，在使用求解器内置的并行功能并行优化Simulink模拟时，您可能会遇到问题。

并行搜索函数或混合函数

有一个patternsearch搜索函数并行运行，或者为混合函数遗传算法或simulannealbnd并行运行，执行以下操作。

  1. 中描述的设置并行处理多核处理器或网络处理器．

  2. 确保您的搜索函数或混合函数具有以下部分所概述的条件:

patternsearch搜索功能

patternsearch在下列情况下使用并行搜索函数:

  • UseCompleteSearch是真正的．

  • 搜索方法不是@searchneldermead或自定义．

  • 如果搜索方法为patternsearch投票法或拉丁超立方搜索，UseParallel是真正的．在命令行中设置optimoptions：

    选择= optimoptions (“patternsearch”，“UseParallel”,真的,.．.“UseCompleteSearch”,真的,“SearchFcn”, @GPSPositiveBasis2N);

  • 如果搜索方法为遗传算法，搜索方法选项有UseParallel设置为真正的．在命令行中设置optimoptions：

    iterlim = 1;%迭代限制，指定# ga运行gaopt = optimoptions (“遗传算法”，“UseParallel”,真正的);选择= optimoptions (“patternsearch”，“SearchFcn”，.．.{@searchga, iterlim, gaopt});

有关搜索选项的更多信息，请参见搜索选项．示例请参见搜索和调查．

并联混合动力功能

遗传算法，particleswarm,simulannealbnd可以在它们的迭代之后运行其他求解器或在迭代中穿插其他求解器。这些其他的求解器称为混合函数。有关使用混合函数的信息gamultiobj,请参阅用gamultiobj进行并行计算．这两个patternsearch而且fmincon可以是混合函数。你可以设置选项patternsearch并行运行，或者fmincon并行估计梯度。

设置混合功能的选项，请参见混合功能选项为遗传算法，混合函数为particleswarm,或混合功能选项为simulannealbnd．总结:

  • 如果杂化函数是patternsearch

    1. 创建patternsearch选项:

      hybridopts = optimoptions (“patternsearch”，“UseParallel”,真的,.．.“UseCompletePoll”,真正的);

    2. 设置遗传算法或simulannealbnd选择使用patternsearch作为混合函数:

      选择= optimoptions (“遗传算法”，“UseParallel”,真正的);%的遗传算法选择= optimoptions (“遗传算法”选项,.．.“HybridFcn”, {@patternsearch, hybridopts});%或，表示simulannealbnd:选择= optimoptions (@simulannealbnd,“HybridFcn”, {@patternsearch, hybridopts});

    有关并行的更多信息patternsearch,请参阅模式搜索．

  • 如果杂化函数是fmincon：

    1. 创建fmincon选项:

      hybridopts = optimoptions (@fmincon,“UseParallel”,真的,.．.“算法”，“内点”）;您可以使用除信任区域反射以外的任何算法。

    2. 设置遗传算法或simulannealbnd选择使用fmincon作为混合函数:

      选择= optimoptions (“遗传算法”，“UseParallel”,真正的);选择= optimoptions (“遗传算法”选项,“HybridFcn”, {@fmincon, hybridopts});%或，表示simulannealbnd:选择= optimoptions (@simulannealbnd,“HybridFcn”, {@fmincon, hybridopts});

    有关并行的更多信息fmincon,请参阅并行计算．

测试并行优化

按照以下步骤测试您的问题是否能够正确地并行运行。

  1. 在没有并行计算的情况下尝试你的问题，以确保它串行运行。在进行下一个测试之前，请确保此测试成功(给出正确的结果)。

  2. 集UseParallel来真正的，并通过输入确保不存在并行池删除(gcp)．要确保MATLAB不会创建并行池，请选择并行>并行首选项在环境集团在首页Tab，然后清除自动创建并行池．你的问题是parfor以反向顺序进行循环迭代为循环。在进行下一个测试之前，请确保此测试成功(给出正确的结果)。

  3. 集UseParallel来真正的，并使用parpool．除非您有多核处理器或网络设置，否则此测试不会提高处理速度。这个测试只是为了验证计算的正确性。

记住用函数调用求解器选项参数来测试或使用并行功能。

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