全局优化工具箱

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解决多个极大值,多个极小值和非光滑优化问题

开始:

定义和解决优化问题

定义优化问题,应用求解器,并为算法行为、公差、停止标准、可视化和自定义设置选项。

建模和选择优化方法

将问题描述转换为数学形式,以便您可以使用优化技术来解决它。选择基于问题的方法,用优化变量的表达式来编写目标和约束。然后应用一个自动选择的求解器。或者,选择基于求解器的方法,使用函数和系数矩阵定义目标和约束。

设置常用选项

设置适用于所选求解器的停止条件。设置最优性和约束的容差。用并行计算加速。

并行计算的加速

并行计算的加速。

评估中间结果

使用绘图函数获得关于优化进度的实时反馈。自己编写或使用提供的文件。使用输出函数来创建自己的停止条件,将结果写入文件,或编写自己的应用程序来运行求解器。

用于模式搜索的自定义绘图函数

用于模式搜索的自定义绘图函数。

GlobalSearch和MultiStart

应用基于梯度的求解器从多个起始点寻找局部最小值,以搜索全局最小值。返回其他局部或全局最小值。解决光滑的无约束和有约束问题。

解决比较

使用GlobalSearch生成多个起始点,并在启动非线性求解器之前对它们进行筛选,通常会得到高质量的解决方案。MultiStart允许您选择本地求解器和各种方法来创建起点。

GlobalSearch和MultiStart结果

GlobalSearch和MultiStart结果。

选择GlobalSearch选项

指定试验点的数量并优化搜索。

选择多开始选项

指定非线性求解器。选择一个方法来生成起点,或者使用用户定义的集合。用并行计算加速。

代理优化

搜索具有耗时目标函数问题的全局最小值。求解器构建一个函数的近似值,可以快速计算和最小化。

明确问题所在

适用于有界、非线性或整数约束的问题。目标函数不需要是可微的或连续的。

选择选项

为构造初始代理提供一组初始点和可选的目标值。设置用于代理的点数和最小样本距离。用并行计算加速。

模式搜索

从当前点开始,加上一组向量,得到新的试验点。评估试验点上的目标函数,并使用该信息更新当前点。重复操作,直到当前点是最优点。

明确问题所在

适用于无约束或有约束、线性或非线性约束的问题。目标函数和约束函数不需要是可微的或连续的。

随机目标函数模式搜索结果。

随机目标函数模式搜索结果。

选择选项

在算法选项中进行选择以获得最有效的解决方案。选择绘图函数来监控优化。用并行计算加速。

用于函数值和计算的内置图

用于函数值和计算的内置图。

遗传算法

通过模仿生物进化的原则来寻找全局最小值,使用生物繁殖中模仿基因组合的规则反复修改个体点的种群。

明确问题所在

适用于无约束或有约束、线性、非线性或整数约束的问题。目标函数和约束函数不需要是可微的或连续的。

选择选项

在创建、适应度缩放、选择、交叉和突变选项中进行选择。指定人口规模,精英儿童数量和交叉分数。用并行计算加速。

具有几个局部极小值的函数

具有几个局部极小值的函数。

定制

为创建、选择和突变提供您自己的功能。使用自定义数据类型可以更容易地表达问题。应用第二个优化器来优化解决方案。

旅行推销员问题解决方案

解决旅行推销员问题。

粒子群

使用受昆虫群集行为启发的算法搜索全局最小值。每个粒子的移动速度和方向都受到它目前找到的最佳位置和蜂群找到的最佳位置的影响。

明确问题所在

适用于无约束问题或有约束约束的问题。目标函数不需要是可微的或连续的。

显示每个粒子的五步移动路径

显示每个粒子的五步移动路径。

选择选项

通过设置惯性、自我调节权重和社会调节权重来计算调优速度。设置邻域大小。用并行计算加速。

使用粒子群优化

内置绘图函数。

定制

提供你自己的函数来创建初始的蜂群。应用第二个优化器来优化解决方案。

粒子群选项

随机函数上的粒子群。

模拟退火

使用概率搜索算法搜索全局最小值,该算法模拟退火的物理过程,其中材料被加热,然后缓慢降低温度以减少缺陷,从而使系统能量最小化。

明确问题所在

适用于无约束问题或有约束约束的问题。目标函数不需要是可微的或连续的

具有许多局部极小值的函数

具有许多局部极小值的函数。

选择选项

在自适应模拟退火、玻尔兹曼退火或快速退火算法中进行选择。

模拟退火选项

模拟退火可视化。

定制

创建函数来定义退火过程、验收标准和温度计划。使用自定义数据类型可以更容易地表达问题。应用第二个优化器来优化解决方案。

多处理器调度

多处理器的时间表。

多目标优化

识别帕累托前沿——非支配解的集合——用于具有多个目标和有界、线性或非线性约束的问题。使用模式搜索或遗传算法求解器。

解决比较

与多目标遗传算法相比,使用多目标模式搜索算法在较少的函数计算中生成帕累托前沿。遗传算法可以生成间隔更宽的点。

选择模式搜索选项

提供一组初始点。指定所需的帕累托集大小、最小轮询分数和音量变化容忍度。自动绘制2D和3D帕累托前沿。用并行计算加速。

三个目标的帕累托曲面

三个目标的帕累托曲面。

设置遗传算法选项

指定保持在顶级帕累托前沿的个体比例。自动绘制2D帕累托前沿。用并行计算加速。

帕累托前面有两个目标

帕累托前面有两个目标。

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