优化求解输出函数- MATLAB和Simulink - MathWorks澳大利亚金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

优化求解器输出函数

什么是输出函数?

一个输出函数是优化函数在其算法的每次迭代中调用的函数。通常，您使用输出函数来生成图形输出、记录算法生成的数据的历史，或者根据当前迭代中的数据停止算法。可以将输出函数创建为函数文件、局部函数或嵌套函数。

您可以使用OutputFcn选项与下面的MATLAB^®优化功能:

创建和使用输出函数

下面是一个输出函数的简单示例，该输出函数绘制由优化函数生成的点。

函数stop = outfun(x, optimValues, state) stop = false;抓住;情节(x(1),(2), '。');drawnow

您可以使用此输出函数来绘制由fminsearch在解决优化问题时

$\underset{x}{最小值} f （ x ）＝ \underset{x}{最小值} e^{x_{1}} （ 4 x_{1}^{2} + 2 x_{2}^{2} + x_{1} x_{2} + 2 x_{2} ）．$

为了做到这一点，

创建包含上述代码的文件，并将其另存为outfun.m在MATLAB路径下的文件夹中。
的值Outputfcn字段选项的函数句柄outfun．
```
options = optimset('OutputFcn'， @outfun);
```

输入如下命令:

抓住objfun = @ (x) exp (x (1)) * (4 * x (1) ^ 2 + 2 * (2) ^ 2 + x (1) * (2) + 2 * x (2));[x fval] = fminsearch(objfun， [-1 1]， options)暂停

这些命令返回解决方案

X = 0.1290 -0.5323 fval = -0.5689

并显示以下由。生成的点的图fminsearch：

$x(1)和x(2)的曲线。$

输出函数的结构

输出函数的函数定义行形式如下:

stop = outfun(x, optimValues, state)

在哪里

停止那是国旗吗真正的或假这取决于优化例程是停止还是继续。看到停止标志．
x是算法在当前迭代中计算出的点。
optimValues包含来自当前迭代的数据的结构。optimValues字段详细描述了结构。
状态算法的当前状态。算法状态列出可能的值。

优化函数将输入参数的值传递给outfun在每次迭代中。

嵌套输出函数的例子

例子是创建和使用输出函数不需要输出函数保存从一个迭代到下一个迭代的数据。当您不需要在迭代之间保存数据时，您可以将输出函数编写为函数文件，并直接从命令行调用优化函数。然而，要有一个输出函数来记录从一个迭代到下一个迭代的数据，请编写一个执行以下操作的文件:

将输出函数作为嵌套函数包含—请参阅嵌套函数在MATLAB编程基础中获取更多信息。
调用优化函数。

在下面的例子中，函数文件还包含了目标函数作为局部函数。您可以将目标函数编写为单独的文件或匿名函数。

嵌套函数可以访问周围文件中的变量。因此，该方法使输出函数能够保存从一个迭代到下一个迭代的变量。

下面的示例使用输出函数记录fminsearch求解迭代

$\underset{x}{最小值} f （ x ）＝ \underset{x}{最小值} e^{x_{1}} （ 4 x_{1}^{2} + 2 x_{2}^{2} + x_{1} x_{2} + 2 x_{2} ）．$

输出函数以矩阵的形式返回点序列历史．

运行此示例，请执行以下步骤:

在MATLAB编辑器中打开一个新文件。

将以下代码复制并粘贴到文件中。

函数[x fval history] = myproblem(x0) history = [];options = optimset('OutputFcn'， @myoutput);[x fval] = fminsearch(@objfun, x0,options);函数stop = myoutput(x,optimvalues,state);Stop = false;If isequal(state，'iter') history =[历史;x];结束结束函数z = objfun (x) z = exp (x (1)) * (4 * x (1) ^ 2 + 2 * (2) ^ 2 + x (1) * (2) + 2 * x (2));结束结束

将文件另存为myproblem.m在MATLAB路径下的文件夹中。
在MATLAB提示符下，输入
```
[x fval history] = myproblem([-1 1]);
```

这个函数fminsearch返回x为最优点，和fval，目标函数在x处的值。

fval X = 0.1290 -0.5323 fval = -0.5689

另外，输出函数myoutput返回矩阵历史，其中包含算法在每次迭代中生成的点，并将其发送到MATLAB工作空间。的前四行历史是

历史(1:4，:)ans = -1.0000 1.0000 -1.0000 1.0000 -1.0750 0.9000 -1.0125 0.8500

最后一行的点历史和最优点一样，x．

objfun(History (end，:)) ans = -0.5689

optimValues字段

字段说明如下表所示optimValues结构，这些结构由优化函数提供fminbnd，fminsearch,fzero．

表的“命令行显示标题”列列出了设置时出现的标题显示参数的选项来“通路”．

optimValues字段(optimValues. Field)	描述	命令行显示标题
`funccount`	函数计算的累计次数	`Func-count`
`fval`	函数值在当前点	`最小f (x)`
`迭代`	迭代数-开始于`0`	`迭代`
`过程`	程序信息	`过程`

算法状态

下表列出了的可能值状态：

状态	描述
`“init”`	算法处于第一次迭代前的初始状态。
`“中断”`	算法正在进行迭代。在这种状态下，输出函数可以停止优化的当前迭代。您可能希望输出函数停止迭代，以提高计算的效率。当state设置为时`“中断”`的值。`x`而且`optimValues`与上次调用输出函数时相同，在哪个`状态`设置为`“通路”`．
`“通路”`	该算法处于迭代的末尾。
`“完成”`	在最后一次迭代后，算法处于最终状态。

下面的代码说明了输出函数如何使用值状态以决定在当前迭代中执行哪些任务。

切换状态case 'init' %设置图形或对话框case 'iter' %根据需要更新图形或对话框case 'interrupt' %检查条件，查看优化%是否应该退出case 'done' %清理图形、对话框或最终图形结束

停止标志

输出参数停止那是国旗吗真正的或假．该标志告诉优化函数优化是否停止(真正的)或继续(假)．属性的典型使用方法停止国旗。

停止基于optimValues中的数据的优化

输出函数可以在基于中的当前数据的任何迭代中停止优化optimValues．例如，下面的代码集停止来真正的如果目标函数值小于5：

函数stop = myoutput(x, optimValues, state)检查目标函数是否小于5。如果optimValues。fval< 5 stop = true; end

停止基于对话框输入的优化

如果您设计一个UI来执行优化，您可以让输出函数停止优化，例如使用停止按钮。下面的代码展示了如何执行此回调。代码假设停止按钮回调存储值真正的在optimstop字段处理结构称为hObject存储在appdata．

函数stop = myoutput(x, optimValues, state)检查用户是否要求停止优化。stop = getappdata(hObject，'optimstop');