优化求解器输出函数- MATLAB & Simulink - MathWorks印度金宝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时调用的函数。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，或者基于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选项与以下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，它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

您可以使用这个输出函数来绘制由fminsearch在求解优化问题时

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

要做到这一点，

创建一个包含上述代码的文件，并将其保存为outfun.m在MATLAB路径下的文件夹中。
的值Outputfcn的字段选项结构的函数句柄outfun．
```
options = optimset('OutputFcn'， @outfun);
```

输入以下命令:

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

并显示由。生成的点的下图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是算法在当前迭代时计算的点。
optimValues包含来自当前迭代的数据的结构。optimValues中的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。

嵌套输出函数示例

这个例子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，写一个单独的文件，完成以下工作:

以嵌套函数的形式包含输出函数-请参阅嵌套函数参见MATLAB编程基础了解更多信息。
调用优化函数。

在下面的示例中，函数文件还包含目标函数作为局部函数。你可以把目标函数写成一个单独的文件或者一个匿名函数。

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。

下面的示例使用一个输出函数来记录fminsearch迭代求解

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

输出函数将点序列作为一个矩阵返回历史．

要运行该示例，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);停止= 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

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

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

X,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时生成的点，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

最后一行点在历史和最优点相同，x．

objfun(History (end，:)) ans = -0.5689

optimValues中的字段

下表列出了optimValues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”．

字段(optimValues. Field)	描述	命令行显示标题
`funccount`	函数计算的累积次数	`Func-count`
`fval`	函数在当前点的值	`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

的可能值状态：

状态	描述
`“init”`	算法在第一次迭代前处于初始状态。
`“中断”`	算法正在执行迭代。在这种状态下，输出函数可以停止当前的优化迭代。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`“中断”`的值。`x`而且`optimValues`是否与最后一次调用输出函数时相同，在哪个`状态`设置为`“通路”`．
`“通路”`	算法在迭代的最后。
`“完成”`	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的值状态决定在当前迭代中执行哪些任务。

开关状态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' %清除图形、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．标志告诉优化函数优化是否停止(真正的)或继续(假)．方法的典型方法如下所示停止国旗。

停止基于optimValues中的数据的优化

输出函数可以在基于当前数据的任何迭代中停止优化optimValues．例如，以下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) stop = false;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

如果你设计一个UI来执行优化，你可以让输出函数用，例如，停止优化停止按钮。下面的代码展示了如何执行这个回调。该代码假设停止按钮回调函数存储该值真正的在optimstop的场处理结构称为hObject存储在appdata．

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