بهينه سازي

بهينه سازي

بهينه سازي
کنترل ویژگی های حل کننده بهینه سازی
نحو
model.sol(sname).create(fname”Optimization”)
model.sol(sname).feature(fname).set(pname,value)
model.sol(sname).feature(fname).create(aname,SolverAttribute)
شرح
ویژگی عملیات. از این ویژگی برای حل مسائل بهینه سازی محدود شده با PDE استفاده کنید. شی حل محاسبه شده حاوی راه حل PDE است که برای مجموعه بهینه متغیرهای طراحی ارزیابی شده است. هنگامی که روش ارزیابی گرادیان تحلیلی است، راه حل الحاقی را نیز برمی گرداند.
ماژول بهینه سازی شامل SNOPT و چندین حل کننده بهینه سازی دیگر است. برای جزئیات به کتابچه راهنمای ماژول بهینه سازی مراجعه کنید .
برای افزودن یک حل کننده ثابت، SolverAttribute بالا را با StationaryAttrib جایگزین کنید . برای حلگر وابسته به زمان، SolverAttribute را با TimeAttrib جایگزین کنید .
انتخاب حل کننده با خاصیت زیر انجام می شود
جدول 6-54: جفت ویژگی/مقدار برای انتخاب حل کننده بهینه سازی
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
optsolver
بوبیقا کوبیلا coordsearch lm مامان مونتکارلو نلدرماد snopt آی پاپت
نلدرمد
حل کننده بهینه سازی
جدول زیر شامل ویژگی های حل کننده بهینه سازی کلی است که در همه حل کننده های بهینه سازی مشترک است:
جدول 6-55: ویژگی های بهینه سازی عمومی
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
فهرست
آرایه رشته ای
خاموش
با استفاده از یک آرایه رشته ای مقادیر ثابت را به عنوان پارامترهای ورودی ارائه دهید. برای نام های ثابت مربوطه، از cname استفاده کنید . مشخصات clist و cname را ببینید .
cname
آرایه رشته ای
خاموش
با استفاده از یک آرایه رشته ای نام ثابت ها را به عنوان پارامترهای ورودی ارائه دهید. برای مقادیر ثابت مربوطه، از clist استفاده کنید . مشخصات clist و cname را ببینید .
کنترل
رشته
کاربر
نام مرحله مطالعه یا کاربر کنترل کننده ، اگر ویژگی به صورت دستی کنترل شود.
نگهدارنده
در خاموش
خاموش
هشدارها را در گزارش ذخیره شده نگه دارید.
پیام
رشته
پیام ورود به سیستم از آخرین فرآیند راه حل.
objcontrib
همه کتابچه راهنمای
همه
آیا برای استفاده از همه مشارکت‌های هدف موجود یا تعیین دستی (در صورتی که optsolver lm باشد در دسترس نیست ).
با انتخاب
اسکالر واقعی
0.01
تحمل بهینه برای حل کننده های بهینه سازی رایگان مشتق.
opttolinner
اسکالر واقعی
0.001
تحمل بهینه برای حل کننده های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان
گرادیان پله
رشته
آخرین مرحله مطالعه در لیست یا هیچ، اگر مرحله مطالعه پشتیبانی شده وجود نداشته باشد.
نام مرحله مطالعه مورد استفاده برای محاسبه گرادیان.
از دانه استفاده می کند
در خاموش
خاموش
دانه تصادفی موجود برای Montecarlo.
بذر مرزی
عدد صحیح
1000
دانه تصادفی موجود برای Montecarlo.
nsolvemax
عدد صحیح
1000
حداکثر تعداد ارزیابی مدل.
روش lsqdata
دستی|lsq
کتابچه راهنمای
روش زمان/پارامتر حداقل مربعات. زمانی در دسترس است که اهداف lsq در مدل وجود داشته باشد.
نگهدارنده
خودکار آخرین همه
خودکار = آخرین
آخرین یا همه راه حل ها را برای حل کننده های بهینه سازی رایگان مشتق نگه دارید.
keepsolgb
آخرین lastn همه چیز
آخر
آخرین یا همه راه حل ها را برای حل کننده های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان نگه دارید.
اشتباه کن
در خاموش
بر
در صورت بروز خطا توقف کنید. برای حل کننده های بهینه سازی رایگان مشتق در دسترس است.
nkeepsols
عدد صحیح
2
تعداد راه حل برای صرفه جویی زمانی که keepsolgb=lastn برای حل کننده های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان موجود است .
nskipsols
عدد صحیح
10
هر N ام ذخیره کنید. زمانی که keepsolgb=everynth برای حل کننده های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان موجود است .
optobj
آرایه رشته ای
عبارات هدف تعریف شده توسط کاربر
توصیف
آرایه رشته ای
توضیحات برای عبارات هدف تعریف شده استفاده شده.
optobjEvaluateFor
آرایه رشته ای
مطالعه برای ارزیابی عبارات عینی برای.
نوع عینی
به حداقل رساندن بیشینه سازی
مجموع
تعیین می کند که آیا هدف باید به حداقل برسد یا حداکثر.
چند هدفه
مجموع دقیقه حداکثر
مجموع
اهداف چندگانه فقط sum برای حل کننده های بهینه سازی مبتنی بر گرادیان پشتیبانی می شود.
حل هدف
خودکار اول آخرین مجموع دقیقه حداکثر
خودکار
راه حل. مدیریت بردارهای حل چندگانه فقط خودکار برای SNOPT، IPOPT، و LM در دسترس است.
حل بیرونی
مجموع دقیقه حداکثر
مجموع
راه حل بیرونی برای حل‌کننده‌های بهینه‌سازی رایگان مشتق، زمانی که مراحل مطالعه Sweep پارامتری تحت بهینه‌سازی وجود دارد، موجود است.
مقیاس بندی اهداف
شروع دفترچه راهنما هیچ یک
هیچ یک
فعال/غیرفعال کردن مقیاس بندی هدف.
objscaleval
اسکالر واقعی
1
مقیاس هدف.
pname
آرایه رشته ای
نام پارامترهای سراسری برای استفاده به عنوان متغیرهای کنترلی.
initval
آرایه رشته ای
مقادیر اولیه برای پارامترهای جهانی که به عنوان متغیرهای کنترل استفاده می شود.
مقیاس
آرایه رشته ای
مقیاس برای پارامترهای جهانی که به عنوان متغیرهای کنترل استفاده می شود.
lbound
آرایه رشته ای
کران های پایین تر برای پارامترهای جهانی که به عنوان متغیرهای کنترلی استفاده می شوند.
ناپیوسته
آرایه رشته ای
کران های بالایی برای پارامترهای جهانی که به عنوان متغیرهای کنترلی استفاده می شوند.
بیان محدودیت
آرایه رشته ای
عبارات محدودیت جهانی
constraintL
محدود شده است
آرایه رشته ای
مرزهای پایین تر برای عبارات محدودیت جهانی.
محدودیت U
محدود شده است
آرایه رشته ای
مرزهای بالایی برای عبارات محدودیت جهانی.
روش ساخت
جریمه اوگ لاگرانژ
augLagrange برای BOBYQA، مجازات برای دیگران.
روش رسیدگی به محدودیت، برای COBYLA در دسترس نیست.
coefrho
خودکار کتابچه راهنمای
خودکار
استراتژی برای پارامتر پنالتی rho . زمانی که constrmethod=penalty موجود است .
rho
اسکالر واقعی
10
پارامتر پنالتی rho . زمانی که constrmethod=penalty و coefrho=manual موجود است .
آره
اسکالر واقعی
0.5
تحمل برای پارامتر پنالتی. زمانی که constrmethod=augLagrange در دسترس است .
گاما
اسکالر واقعی
10
ضریب ضرب برای پارامتر پنالتی. زمانی که constrmethod=augLagrange در دسترس است .
که در
اسکالر واقعی
حداکثر مقدار دو برابر
کران بالایی در ضرب کننده های لاگرانژ. زمانی که constrmethod=augLagrange در دسترس است .
اتفاقا
عدد صحیح
10
حداکثر تعداد تکرارهای افزوده شده. زمانی که constrmethod=augLagrange در دسترس است .
دلتاچویس
پویا دینامیک2 ایستا
پویا
استراتژی برای تحمل subsolver.
aCoef
اسکالر واقعی
2
پارامتر تحمل برای subsolver. زمانی که deltachoice=dynamic2 موجود است .
دلتا
اسکالر واقعی
0.001
پارامتر تحمل برای subsolver. زمانی که deltachoice=static موجود است .
enfdeconstr
در خاموش
بر
محدودیت های طراحی را به شدت اعمال کنید. زمانی در دسترس است که optsolver برابر با neldermead ، cobyla ، montecarlo یا coordsearch باشد .
طرح
در خاموش
خاموش
فعال/غیرفعال کردن طرح هنگام حل.
گروه طرح
رشته
پیش فرض
برچسب گروه طرح برای طرح در حین حل.
کاوشگر
همه هیچکدام کتابچه راهنمای
همه
کاوشگرها برای محاسبه در حین حل.
کاوشگرها
آرایه رشته ای
پروب برای استفاده، اگر probesel=دستی .
useobjtable
در خاموش
بر
مقادیر هدف را در جدول نگه دارید.
قابل اجرا
رشته
جدید
جدول خروجی برای استفاده، وقتی useobjtable=on .
showindobj
در خاموش
خاموش
مقادیر هدف فردی را در جدول نشان دهید.
طرح obj
در خاموش
خاموش
طرح هدف در حین حل.
پنجره
رشته
جدید
پنجره برای استفاده، اگر plotobj=bj=on .
useconstrtable
در خاموش
بر
مقادیر محدودیت ها را در جدول نگه دارید. فقط با حل کننده های بهینه سازی رایگان مشتق در دسترس است.
قابل ساخت
رشته
جدید
جدول برای استفاده، هنگامی که useconstrtable=on .
pdistrib
در خاموش
خاموش
پخش پارامتریک را توزیع کنید. زمانی در دسترس است که optsolver برابر با coordsearch، neldermead یا montecarlo باشد.
حل کردن موازی
عدد صحیح
1
حداکثر تعداد ارزیابی‌های مدل در هر جابجایی پارامتریک، زمانی که pdistrib=on موجود است .
convinfo
در خاموش | دقیق
بر
گزارش بهینه سازی
قابل نگهداری
در خاموش
خاموش
جدول پروب انباشته را نگه دارید. برای حل کننده های بهینه سازی رایگان مشتق در دسترس است.
هنگامی که حل کننده بهینه سازی روی SNOPT ( snopt ) تنظیم می شود، ویژگی های زیر پذیرفته می شود:
جدول 6-56: ویژگی های معتبر برای OPTSOLVER SNOPT
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
سانتیف
اسکالر واقعی
6e-6
فاصله زمانی تفاوت مرکزی (فقط زمانی در دسترس است که گرادیان‌ها عددی باشد )
متمایز
اسکالر واقعی
1.5e-8
فاصله تفاوت (فقط زمانی در دسترس است که gradientsnopt عددی باشد ) .
جشن
اسکالر واقعی
1e-6
تحمل محدودیت خطی
funcprec
اسکالر واقعی
3.8e-11
دقت عملکرد
gradientsnopt
تحلیلی عددی به جلو الحاقی فوروارد_عددی
تحلیلی
روش ارزیابی گرادیان/ژاکوبین برای SNOPT.
hessupd
عدد صحیح
10
به روز رسانی هسین.
جستجوی خطی
مشتق غیر اشتقاقی
مشتق
از یک استراتژی جستجوی خطی مشتق (گرید) یا غیر مشتق (بدون گرادیان) استفاده کنید.
لاینستول
اسکالر واقعی
0.9
تحمل جستجوی خطی (مقداری بین 0 و 1). مقدار کمتر، جستجوی دقیق تری می دهد.
صندلی جشن می
اسکالر واقعی
1e-6
تحمل محدودیت غیرخطی
manualhessupd
در خاموش
خاموش
آیا برای استفاده از ویژگی hessupd .
manualstepcond
در خاموش
خاموش
آیا برای استفاده از شرایط گام دستی.
optobj
رشته
تابع هدف که وقتی objcontrib=manual کمینه می شود .
qpsolver
cholesky cg qn
کلسکی
الگوریتم فرعی QP.
snoptmaxiter
عدد صحیح
1
حداکثر تعداد تکرارهای اصلی
snoptmaxiteractive
در خاموش
خاموش
حداکثر تکرارهای اصلی را فعال کنید.
snoptprintdir
رشته
برای فایل های log برای SNOPT، دایرکتوری فایل log را مشخص کنید. از snoptprintfile برای تعیین فایل log استفاده کنید .
فایل snoptprint
رشته
snoptout.txt
برای فایل های log برای SNOPT، نام فایل log را مشخص کنید. از snoptprintdir برای مشخص کردن دایرکتوری استفاده کنید . اگر نامی مشخص نشده باشد، نام فایل گزارش snoptout.txt است .
snopttotitlim
عدد صحیح
عدد صحیح
MAX_VALUE
تعداد کل تکرارها در SNOPT.
snot تایید سطح
عدد صحیح
-1
شیب هدف و محدودیت را با استفاده از تفاوت های محدود تأیید کنید. این ویژگی مقادیر -1 تا 3 را می گیرد. برای اطلاعات بیشتر به راهنمای کاربر برای SNOPT مراجعه کنید.
گام دوم
رشته
خالی
شرایط گام دستی.
ویژگی gradientsnopt برای کنترل اینکه گرادیان باید به صورت تحلیلی (با حل مسئله الحاقی) یا عددی محاسبه شود استفاده می شود. اگر تعداد متغیرهای طراحی زیاد باشد، محاسبه عددی گرادیان می‌تواند بسیار زمان‌بر باشد. گرادیان تحلیلی تنها زمانی پشتیبانی می‌شود که مشکل PDE اصلی ثابت باشد.
اگر manualstepcond روی روی تنظیم شود ، عبارت در ویژگی stepcond زمانی ارزیابی می شود که مقادیر جدید برای متغیرهای طراحی محاسبه شده باشد. اگر عبارت منفی شود، مقادیر جدید کنار گذاشته می شوند و حل کننده بهینه سازی طول گام را در جستجوی خط فعلی کاهش می دهد.
هنگامی که حل کننده بهینه سازی روی IPOPT ( ipopt ) تنظیم می شود، ویژگی های زیر پذیرفته می شود:
جدول 6-57: ویژگی های معتبر برای OPTSOLVER IPOPT
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
nirxandin_orig_obj_at_resto_trial
در خاموش
خاموش
تعیین می کند که آیا تابع هدف اصلی باید در نقاط آزمایشی فاز ترمیم ارزیابی شود.
انتظار_غیرقابل_مشکل
در خاموش
خاموش
اکتشافی را برای شناسایی سریع یک مشکل غیرقابل اجرا فعال کنید.
gradientipopt
تحلیلی به جلو الحاقی فوروارد_عددی
تحلیلی
روش ارزیابی گرادیان/ژاکوبین برای IPOPT.
ipopt_acceptable_iter
عدد صحیح
15
تعداد تکرارهای قابل قبول قبل از شروع فسخ.
ipopt_acceptable_constr_viol_tol
اسکالر واقعی
1
پذیرش نقض محدودیت تحمل مطلق
ipopt_acceptable_compl_inf_tol
اسکالر واقعی
1
شرایط تکمیلی پذیرش تحمل مطلق
ipopt_acceptable_tol_fact
اسکالر واقعی
10
تحمل همگرایی قابل قبول (نسبی).
ipopt_constr_viol_tol
اسکالر واقعی
100
تحمل مطلق در مورد نقض محدودیت.
ipopt_dual_inf_tol
اسکالر واقعی
1000
تحمل مطلق در عدم امکان دوگانه.
ipopt_expect_infeasible_problem_ctol
اسکالر واقعی
1e-2
آستانه برای غیرفعال کردن گزینه expect_infeasible_problem.
ipopt_expect_infeasible_problem_ytol
اسکالر واقعی
1e8
آستانه چند برابری برای فعال کردن گزینه expect_infeasible_problem.
ipopt_file_print_level
عدد صحیح
5
سطح پرحرفی برای فایل خروجی.
ipopt_linear_solver
اوریون پردیزو
اوریون
حل کننده خطی که برای محاسبات مرحله ای استفاده می شود.
ipopt_mumps_mem_percent
اسکالر واقعی
1000
درصد افزایش در فضای کاری تخمین زده شده برای MUMPS.
ipopt_mumps_pivtol
اسکالر واقعی
1e-6
تحمل محوری. موجود برای MUMPS.
ipopt_mumps_pivtolmax
اسکالر واقعی
0.1
حداکثر تحمل محوری موجود برای MUMPS.
ipoptprintdir
رشته
برای فایل های گزارش برای IPOPT، دایرکتوری فایل log را مشخص کنید. از فایل ipoptprint برای تعیین فایل log استفاده کنید .
فایل ipoptprint
رشته
ipoptout.txt
برای فایل های گزارش برای IPOPT، نام فایل گزارش را مشخص کنید. از ipoptprintdir برای مشخص کردن دایرکتوری استفاده کنید . اگر نامی مشخص نشده باشد، نام فایل گزارش snoptout.txt است .
optobj
رشته
تابع هدف که وقتی objcontrib=manual کمینه می شود .
start_with_resto
در خاموش
خاموش
به الگوریتم می‌گوید که در اولین تکرار به فاز بازیابی تغییر کند.
ویژگی gradientipopt برای کنترل اینکه آیا گرادیان باید به صورت تحلیلی (با حل مسئله الحاقی) محاسبه شود یا عددی استفاده می شود. اگر تعداد متغیرهای طراحی زیاد باشد، محاسبه عددی گرادیان می‌تواند بسیار زمان‌بر باشد. گرادیان تحلیلی تنها زمانی پشتیبانی می‌شود که مشکل PDE اصلی ثابت باشد.
هنگامی که حل کننده بهینه سازی روی Levenberg–Marquardt ( lm ) تنظیم می شود، ویژگی های زیر پذیرفته می شود:
جدول 6-58: ویژگی های معتبر برای OPTSOLVER LM
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
سانتیف
اسکالر واقعی
6e-6
بازه اختلاف مرکزی (فقط زمانی در دسترس است که gradientlm عددی باشد و گرادیدر دوم باشد )
متمایز
اسکالر واقعی
1.5e-8
بازه تفاوت (فقط زمانی در دسترس است که gradientlm عددی باشد و درجه‌گر اول باشد ) .
گاما
اسکالر واقعی
1
عامل تحمل کاهش نقص.
گامافاکتیو
در خاموش
خاموش
خاتمه همچنین برای کاهش نقص.
گاماکس
اسکالر واقعی
1
ضریب تحمل متغیر را کنترل کنید.
gradientlm
تحلیلی عددی به جلو الحاقی فوروارد_عددی
تحلیلی
روش ارزیابی گرادیان/ژاکوبین.
گریدور
اول دومین
اولین
ترتیب تقریبی گرادیان.
lmfact
اسکالر واقعی
1e-3
عامل اولیه لونبرگ-مارکوارت.
lmaxites
عدد صحیح
1
حداکثر تعداد تکرارهای بیرونی
lmmaxiteractive
در خاموش
خاموش
حداکثر تکرارهای بیرونی را فعال کنید.
outfsens
در خاموش onpws
بر
حساسیت عملکردی را ذخیره کنید. onpws معادل on است ، با این تفاوت که هنگام حل، حساسیت نیز در محلول ذخیره می شود. این هنگام استفاده از نتایج در حین حل عملکرد مرتبط است.
هنگامی که حل کننده بهینه سازی روی MMA تنظیم می شود، ویژگی های زیر پذیرفته می شود:
جدول 6-59: ویژگی های معتبر برای OPTSOLVER MMA
ویژگی
ارزش
پیش فرض
شرح
gcmma
در خاموش
بر
از الگوریتم MMA همگرای سراسری استفاده کنید.
gradientmma
تحلیلی به جلو عددی الحاقی فوروارد_عددی
تحلیلی
روش ارزیابی گرادیان/ژاکوبین.
mmamaxiter
عدد صحیح مثبت
1
حداکثر تکرار بیرونی
mmamaxiteractive
در خاموش
خاموش
حداکثر تکرارهای بیرونی را فعال کنید.
mmainnmax
عدد صحیح مثبت
10
حداکثر تکرارهای داخلی در هر تکرار بیرونی (فقط برای gcmma=off ).
mmagepsfactor
اسکالر واقعی
0.1
عامل تحمل داخلی
mmacfactor
اسکالر واقعی
1000
عامل مجازات محدودیت
mmaghinit
اسکالر واقعی
0.5
فاکتور مجانب اولیه (ghinit).
mmaghdecr
اسکالر واقعی
0.7
کاهش ضریب مجانبی (ghdecr).
mmaghincr
اسکالر واقعی
1.2
افزایش فاکتور مجانبی (ghincr).
mmaasymin
اسکالر واقعی
0.01
حداقل سطح مجانب (asymin).
mmaasymax
اسکالر واقعی
10
حداکثر سطح مجانب (asymax).
mmaalbefa
اسکالر واقعی
0.1
فاکتور مجانبی (albefa) را محدود می کند.
mmaxmove
اسکالر واقعی
0.5
فاکتور کنترل کرانه ها (xxmove).
mmaraai
اسکالر واقعی
0.00001
افزایش تقریبی (raai).
مادر
اسکالر واقعی
0.000001
کران تقریب پایین تر (رامین).
نقل مکان کرد
در خاموش
بر
به طور خودکار اهداف حداقل مربعات را به محدودیت هایی برای کارایی تبدیل کنید.
mmaminmax
در خاموش
بر
به طور خودکار مسائل minimax و maximin را به محدودیت برای کارایی تبدیل کنید.
در حال حرکت
اسکالر واقعی
0.1
حداکثر تغییر مطلق هر متغیر کنترل مقیاس شده را بین تکرارهای بیرونی محدود کنید.
حرکت محدود
در خاموش
خاموش
Movelimit را فعال کنید .
برای توضیح ویژگی‌های بهینه‌سازی، به ویژگی‌های حل پیشرفته در راهنمای کاربر ماژول بهینه‌سازی مراجعه کنید .
جدول 6-60: ویژگی های فموپتیم حذف شده است
ویژگی
دلیل
Callblevel
توسط ویژگی های ویژگی مدیریت می شود
ضد آفتاب
توسط ثابت یا زمان اداره می شود
سولکامپ
توسط متغیرها مدیریت می شود
گزارش
توسط متغیرها مدیریت می شود
بیرون
محلول باید صادر شود