Output functions позволяют вам изучить промежуточные результаты в оптимизации. Кроме того, они позволяют вам остановить решатель программно.
Существует два типа выходных функций, таких как два типа структур output:
Глобальные выходные функции выполняются после каждого запуска локального решателя. Они также запускаются, когда глобальный решатель запускается и заканчивается.
Локальные выходные функции выполняются после каждой итерации локального решателя. Смотрите Выходные функции для Optimization Toolbox™.
Чтобы использовать глобальные выходные функции:
Напишите выходные функции с помощью синтаксиса, описанного в OutputFcn.
Установите OutputFcn
свойство вашего GlobalSearch
или MultiStart
решатель к указателю на функцию вашей выходной функции. Можно использовать несколько выходных функций путем установки OutputFcn
свойство для cell-массива указателей на функцию.
Эта выходная функция останавливается GlobalSearch
после того, как он найдет пять различных локальных минимумов с положительными выходными флагами, или после того, как он найдет локальное минимальное значение меньше 0.5
. Выходная функция использует постоянную локальную переменную, foundLocal
, для хранения локальных результатов. foundLocal
позволяет выходной функции определить, отличается ли локальное решение от других, в пределах допуска 1e-4
.
Чтобы хранить локальные результаты с помощью вложенных функций вместо стойких переменных, смотрите Пример Вложенной Выходной Функции.
Напишите выходную функцию с помощью синтаксиса, описанного в OutputFcn.
function stop = StopAfterFive(optimValues, state) persistent foundLocal stop = false; switch state case 'init' foundLocal = []; % initialized as empty case 'iter' newf = optimValues.localsolution.Fval; eflag = optimValues.localsolution.Exitflag; % Now check if the exit flag is positive and % the new value differs from all others by at least 1e-4 % If so, add the new value to the newf list if eflag > 0 && all(abs(newf - foundLocal) > 1e-4) foundLocal = [foundLocal;newf]; % Now check if the latest value added to foundLocal % is less than 1/2 % Also check if there are 5 local minima in foundLocal % If so, then stop if foundLocal(end) < 0.5 || length(foundLocal) >= 5 stop = true; end end end
Сохраните StopAfterFive.m
как файл в папке на MATLAB® путь.
Напишите целевую функцию и создайте структуру задачи оптимизации, как в Find Global или Multiple Local Minima.
function f = sawtoothxy(x,y) [t r] = cart2pol(x,y); % change to polar coordinates h = cos(2*t - 1/2)/2 + cos(t) + 2; g = (sin(r) - sin(2*r)/2 + sin(3*r)/3 - sin(4*r)/4 + 4) ... .*r.^2./(r+1); f = g.*h; end
Сохраните sawtoothxy.m
как файл в папке на пути MATLAB.
В командной строке создайте структуру задачи:
problem = createOptimProblem('fmincon',... 'objective',@(x)sawtoothxy(x(1),x(2)),... 'x0',[100,-50],'options',... optimoptions(@fmincon,'Algorithm','sqp'));
Создайте GlobalSearch
объект с @StopAfterFive
в качестве выходной функции и установите свойство итерационного отображения равным 'iter'
.
gs = GlobalSearch('OutputFcn',@StopAfterFive,'Display','iter');
(Необязательно) Чтобы получить тот же ответ, что и в этом примере, установите поток случайных чисел по умолчанию.
rng default
Запустите задачу.
[x,fval] = run(gs,problem) Num Pts Best Current Threshold Local Local Analyzed F-count f(x) Penalty Penalty f(x) exitflag Procedure 0 200 555.5 555.5 0 Initial Point 200 1463 1.547e-15 1.547e-15 1 Stage 1 Local GlobalSearch stopped by the output or plot function. 1 out of 2 local solver runs converged with a positive local solver exit flag. x = 1.0e-07 * 0.0414 0.1298 fval = 1.5467e-15
Запуск остановлен раньше, потому что GlobalSearch
найдена точка со значением функции меньше 0.5
.
Пока MultiStart
может работать параллельно, не поддерживает глобальные выходные функции и функции построения графика параллельно. Кроме того, в то время как локальные выходные функции и функции построения графика выполняются на рабочих местах при MultiStart
проходит параллельно, эффект отличается от запуска последовательно. Локальный выход и построение функции построения графика не создают отображение при запуске на рабочих местах. Вы не видите других эффектов выхода и функции построения графика, пока рабочий не передаст свои результаты клиенту (инициатору MultiStart
параллельные задания).
Для получения информации о выполняемых MultiStart
параллельно см. Параллельные вычисления.