Exponenta Banner
exponenta event banner

Создать код для quadprog

Первые шаги в quadprog Создание кода

В этом примере показано, как создать код для quadprog решатель оптимизации. Для создания кода требуется лицензия MATLAB ® Coder™. Дополнительные сведения о требованиях к созданию кода см. в разделе Создание кода для фона квадропрога.

Проблема заключается в минимизации квадратичного выражения

12xTHx + fTx

где

H = [1 − 11 − 12 − 21 − 24]

и

f = [2 − 31]

с учетом 0≤x≤1 ограничений, ∑x=1/2.

Создание файла с именем test_quadp.m содержащий следующий код.

function [x,fval] = test_quadp
H = [1,-1,1
    -1,2,-2
    1,-2,4];
f = [2;-3;1];
lb = zeros(3,1);
ub = ones(size(lb));
Aeq = ones(1,3);
beq = 1/2;
x0 = zeros(3,1);
opts = optimoptions('quadprog','Algorithm','active-set');
[x,fval] = quadprog(H,f,[],[],Aeq,beq,lb,ub,x0,opts)

Создание кода для test_quadp файл.

codegen -config:mex test_quadp

Через некоторое время, codegen создает файл MEX с именем test_quadp_mex.mexw64 (расширение файла зависит от системы). Запустите результирующий код C.

[x,fval] = test_quadp_mex
x =

         0
    0.5000
         0


fval =

   -1.2500

Изменить пример эффективности

Следуя некоторым предложениям в разделе Создание кода оптимизации для приложений реального времени, настройте созданный код, чтобы иметь меньше проверок и использовать статическое выделение памяти.

cfg = coder.config('mex');
cfg.IntegrityChecks = false;
cfg.SaturateOnIntegerOverflow = false;
cfg.DynamicMemoryAllocation = 'Off';

Создание файла с именем test_quadp2.m содержащий следующий код. Этот код устанавливает более низкий допуск оптимальности, чем по умолчанию 1e-8.

function [x,fval,eflag,output] = test_quadp2
H = [1,-1,1
    -1,2,-2
    1,-2,4];
f = [2;-3;1];
lb = zeros(3,1);
ub = ones(size(lb));
Aeq = ones(1,3);
beq = 1/2;
x0 = zeros(3,1);
opts = optimoptions('quadprog','Algorithm','active-set',...
    'OptimalityTolerance',1e-5);
[x,fval,eflag,output] = quadprog(H,f,[],[],Aeq,beq,lb,ub,x0,opts)

Создание кода для test_quadp2 файл.

codegen -config cfg test_quadp2

Запустите результирующий код.

[x,fval,eflag,output] = test_quadp2_mex
x =

         0
    0.5000
         0


fval =

   -1.2500


eflag =

     1


output = 

  struct with fields:

          algorithm: 'active-set'
      firstorderopt: 8.8818e-16
    constrviolation: 0
         iterations: 3

Изменение допуска оптимальности не влияет на процесс оптимизации, поскольку 'active-set' алгоритм не проверяет этот допуск, пока не достигнет точки, в которой он останавливается.

Создайте третий файл, ограничивающий число разрешенных итераций 2, чтобы увидеть влияние на процесс оптимизации.

function [x,fval,exitflag,output] = test_quadp3
H = [1,-1,1
    -1,2,-2
    1,-2,4];
f = [2;-3;1];
lb = zeros(3,1);
ub = ones(size(lb));
Aeq = ones(1,3);
beq = 1/2;
x0 = zeros(3,1);
opts = optimoptions('quadprog','Algorithm','active-set','MaxIterations',2);
[x,fval,exitflag,output] = quadprog(H,f,[],[],Aeq,beq,lb,ub,x0,opts)

Чтобы увидеть влияние этих настроек на решатель, запустите test_quadp3 в MATLAB без генерации кода.

[x,fval,exitflag,output] = test_quadp3
Solver stopped prematurely.

quadprog stopped because it exceeded the iteration limit,
options.MaxIterations = 2.000000e+00.


x =

   -0.0000
    0.5000
         0


fval =

   -1.2500


exitflag =

     0


output = 

  struct with fields:

          algorithm: 'active-set'
         iterations: 2
    constrviolation: 1.6441e-18
      firstorderopt: 2
            message: '↵Solver stopped prematurely.↵↵quadprog stopped because it exceeded the iteration limit,↵options.MaxIterations = 2.000000e+00.↵↵'
       linearsolver: []
       cgiterations: []

В этом случае решатель достиг решения за меньшее количество шагов, чем по умолчанию. Однако обычно ограничение числа итераций не позволяет решателю достичь правильного решения.

См. также

| | (кодер MATLAB)

Связанные темы

Документация по панели инструментов оптимизации

Поддержка