代理优化

使用自动构造的代理模型搜索全局最优

代理优化是一种应用于黑盒模型的优化方法,计算成本很高。通过迭代构建替代模型,与黑盒模型相比,可以快速评估,优化器可以在更短的时间内执行更广泛的搜索和更多的评估,增加找到全局最优的机会。这种方法广泛应用于优化设计。的全局优化工具箱在MATLAB®提供可协助处理这些应用程序的代理优化求解器。

黑盒模型将输入与输出联系起来,而不暴露模型的内部工作原理。工程师使用代理模型来确定黑盒模型的最佳参数,这些模型需要运行模拟,训练机器学习模型,或求解参数同时是连续和离散的FEA/CFD模型。

另一种方法是构建一个代理模型,例如降阶模型(ROM),然后对代理模型应用优化。

MATLAB提供以下特性代理优化,以及应用例子,例如电路天线,current-carry电缆设计。

代理优化如何工作

代理优化算法从一组点开始,这些点要么随机生成,要么作为数据提供。优化器在这些点上评估黑盒模型,并通过拟合或插值构建初始代理模型。

该算法在每次迭代中生成许多候选点。优化器通过a来计算点优值函数这通常包括替代模型的目标值和标准,例如可行性的度量、预期的改进,以及解决方案空间的覆盖。优化器可以使用本地搜索或非线性优化改进候选集。使用黑盒模型评估最佳候选对象,并使用其值更新代理模型。

在优化过程中说明代理模型构建的MATLAB图形

在优化过程中说明代理模型构建的MATLAB图形。(左)代理模型对黑箱模型上评估的初始点进行插值。(中)在代理模型上评估候选点和确定最佳点。(右)在黑箱模型上评估最佳点,用于更新代理模型。

有关代理优化的详细信息,请参见全局优化工具箱统计和机器学习工具箱™。

参见:全局优化工具箱优化工具箱统计和机器学习工具箱非线性规划遗传算法autoML

Baidu
map