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Rosenbrock函数的Matlab代码及ncOPT:一种适用于非光滑和非凸约束优化问题的Python SQP-GS算法实现

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简介:
本文提供了Rosenbrock函数的Matlab实现,并介绍了ncOPT——一个基于SQP-GS方法的Python库,专为处理复杂、不连续或非凸约束条件下的优化问题设计。 Rosenbrock函数的Matlab代码非手术治疗该存储库包含Curtis和Overton提出的SQP-GS(顺序二次编程-梯度采样)算法的Python实现版本。请注意,此实现为原型代码,并且仅针对一个简单的问题进行了测试,没有进行性能优化。 论文作者提供了一个Matlab实现版本供参考。数学上,该算法可以解决以下形式的问题: \[ \min f(x) \\ \text{s.t. } g(x)\leq0, h(x)=0 \] 其中\(f\)、\(g\)和\(h\)是局部Lipschitz函数。因此,此方法能够处理非凸及非光滑的目标与约束问题。 对于具体细节,请参考原始论文中的描述。 该代码已针对Rosenbrock函数的二维非平滑版本进行了测试,并受到最大值函数的限制。参照[1]中的示例5.1部分可以找到相关说明,这个问题中解析解是已知的。下图展示了SQP-GS在不同起点处运行轨迹的情况:最后迭代点以黑色加号标出,而实际最小值位置则用金色星星表示。 实验结果表明该算法始终能找到问题的最优解。 要重现这些测试,请查看文件test_rosenbrock.py中的内容。 求解器具有三个主要参数,分别命名为f、gI和gE。

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  • RosenbrockMatlabncOPTPython SQP-GS
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    本文提供了Rosenbrock函数的Matlab实现,并介绍了ncOPT——一个基于SQP-GS方法的Python库,专为处理复杂、不连续或非凸约束条件下的优化问题设计。 Rosenbrock函数的Matlab代码非手术治疗该存储库包含Curtis和Overton提出的SQP-GS(顺序二次编程-梯度采样)算法的Python实现版本。请注意,此实现为原型代码,并且仅针对一个简单的问题进行了测试,没有进行性能优化。 论文作者提供了一个Matlab实现版本供参考。数学上,该算法可以解决以下形式的问题: \[ \min f(x) \\ \text{s.t. } g(x)\leq0, h(x)=0 \] 其中\(f\)、\(g\)和\(h\)是局部Lipschitz函数。因此,此方法能够处理非凸及非光滑的目标与约束问题。 对于具体细节,请参考原始论文中的描述。 该代码已针对Rosenbrock函数的二维非平滑版本进行了测试,并受到最大值函数的限制。参照[1]中的示例5.1部分可以找到相关说明,这个问题中解析解是已知的。下图展示了SQP-GS在不同起点处运行轨迹的情况:最后迭代点以黑色加号标出,而实际最小值位置则用金色星星表示。 实验结果表明该算法始终能找到问题的最优解。 要重现这些测试,请查看文件test_rosenbrock.py中的内容。 求解器具有三个主要参数,分别命名为f、gI和gE。
  • 精确牛顿解决
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    简介:本文提出了一种基于非精确光滑牛顿法的方法来有效求解约束优化问题。通过引入光滑技术改进算法性能,针对大规模和复杂约束条件下的优化问题提供了有效的解决方案。 本段落针对不等式约束问题提出了一种基于Kanzow光滑函数的非精确光滑牛顿法。在该方法中,我们利用了约束问题解的Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件及变分不等式。
  • MATLAB-NOLC:红外小目标检测(带Lp范
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    本作品提出了一种基于非凸优化和Lp范数约束的NOLC算法,专门针对红外图像中小目标的检测问题。通过改进的目标函数设计,该方法有效提升了小尺寸、低对比度目标的识别精度与鲁棒性,在实际应用中展现出显著优势。 Matlab的耳语代码无码该存储库适用于以下论文中介绍的具有Lp范数约束的非凸优化(NOLC),并且是在Matlab R2014a中构建的:Zhang T,Wu H,Liu Y等. [J]. 遥感, 2019, 11(5): 559。 红外搜索与跟踪(IRST)系统已被广泛使用,在红外小目标检测领域也受到了广泛关注。在此背景下,本段落提出了一种基于具有Lp范数约束的非凸优化方法来实现红外小目标的检测。该NOLC方法通过引入Lp范数增强了稀疏项,并适当调整了低秩部分的限制条件,将原本难以处理的问题转化为一种可解的非凸优化问题。首先,我们将原始的红外图像转换成斑块形式,然后利用乘数交替方向法(ADMM)进行求解。我们改进了收敛策略并提出了一种有效的解决方案。 实验结果表明,NOLC方法能够准确地检测出目标,并且极大地抑制背景干扰,证明该模型在提高检测效率和计算效率方面具有明显的优势。图1展示了不同p值下的几何特性(从左上到右下分别代表2.8、1.4、1、0.7)。此外,图2说明了红外图像的低秩特性和稀疏性特征。方法流程如图3所示,并在表格中详细列出了NOLC模型的具体迭代过程。
  • Rosenbrock.docx
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    本文档探讨了Rosenbrock函数的优化方法,分析了几种典型算法在解决该非线性优化问题中的应用效果和局限性。 本段落主要研究了基于粒子群优化算法的Rosenbrock函数优化问题。文中详细分析了该算法的基本原理及其操作流程,并对参数选择进行了深入探讨。此外,还利用Java语言开发了一个模拟程序来实现求解Rosenbrock函数最优解的功能。
  • MATLAB-Constrained_Optimization_Problem:开发了...
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    本项目基于MATLAB开发了一种解决约束优化问题的罚函数方法,旨在为工程师和研究人员提供一种有效的工具来处理复杂的非线性约束优化任务。代码易于使用且具备良好的灵活性与扩展性。 优化约束罚函数法的MATLAB代码用于解决受约束的优化问题,并找到最佳点(最大值或最小值)。以下是相关文件及其功能描述: - constrv.m:返回给定点处的约束违规情况。 - func.m: 包含要优化的目标函数。此函数可以同时返回目标函数值和惩罚函数值。 - main.m:主要执行基于约束条件下的优化过程,包括绘图及输出保存等功能。 - Marquardt.m:实现Marquardt方法以帮助求解非线性最小二乘问题。 - PenatlyFunc.m: 实现罚函数法用于处理带有不等式或等式的约束情况的优化任务。 - NewtonRaphsonMethodAndBoundaryPhase.m:使用牛顿拉夫森方法和边界相位方法执行单向搜索。 此外,还包括一个输入文件input.txt,其中第一行数字表示要解决的具体问题编号。输出结果将保存在OUTPUT.mat中,该MATLAB文件包含单元数据结构的第一列代表R值(即惩罚因子),第二列表示Marquardt法针对每个特定的R值迭代过程中的详细信息。 文档Report.docx则提供了关于所解决问题定义、采用的方法介绍以及最终解决方案和观察结果等细节。
  • BF共轭梯度在无线性Matlab
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    本研究探讨了BF共轭梯度法在解决无约束非线性最优化问题的有效性和高效性,并详细介绍了该算法的MATLAB编程实现过程。 BF共轭梯度法用于优化无约束非线性问题以求函数极小值。理论依据及实例参考《最优化方法》(北京理工大学出版社)。程序为自编代码,压缩包内包含matlab程序文件(直接运行BFCG.m)和Word文档算例说明.docx。该程序结构化设计便于扩展。
  • PSOMATLAB
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    本研究提出了一种改进的粒子群优化(PSO)算法,并结合约束处理技术,在MATLAB环境中实现了该算法,旨在解决复杂约束优化问题。 该资源使用MATLAB编写了有约束条件的粒子群算法,代码对于解决一些约束问题可能会有很大的帮助,并可以为一些人提供想法与思路。
  • RosenbrockMatlab:最小Rosenbrock功能
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    本文介绍了利用MATLAB编程语言实现Rosenbrock函数(又称香蕉函数)的优化过程,重点展示了如何通过算法求解该函数的最小值问题。 Rosenbrock函数的Matlab代码位于名为“罗森布罗克Rosenbrock函数的最小化.mlx”的文件中,并包含MATLAB解决方案;相应的输出结果保存在.pdf格式的文件内。此外,Python版本的主要代码存储于main.py文件之中,在此项目中的使用需要导入minhelper.py辅助模块。其他所需的库可以通过pip命令进行安装。
  • 稀疏低秩谱解混方
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    本研究提出了一种结合非凸优化与低秩逼近的新颖算法,有效提升高光谱图像中的物质成分分离精度,为环境监测、地质勘探等领域提供有力工具。 针对高光谱混合像元的丰度矩阵具有行稀疏特性的特点,提出了一种非凸稀疏低秩约束的解混方法。 首先建立了高光谱图像模型,并引入了非凸p范数来分别作为丰度系数矩阵的稀疏性和低秩性约束。通过这种方式构建了一个联合考虑低秩和稀疏先验信息的极小化问题,进而提出了一种基于增广拉格朗日交替最小化的求解算法,该方法能够将复合正则化问题分解为多个单一正则化子问题进行迭代计算。 实验结果表明,在信噪比较高的情况下,所提出的非凸稀疏低秩约束的高光谱解混方法相较于贪婪算法和传统的凸优化算法具有更高的精度。
  • NSGAII-带_NSAGII_NSAGII_NSGA__NSAGII-带
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    NSGA-II算法是解决多目标优化问题的一种高效进化算法。本研究将探讨其在处理包含特定约束条件下的优化难题中的应用与改进,旨在提高求解效率和解的质量。 基于NSGA-II的有约束限制的优化问题实例可以使用MATLAB编程实现。这种算法适用于解决多目标优化问题,并且在处理带有约束条件的问题上表现出色。编写相关代码需要理解基本的遗传算法原理以及非支配排序的概念,同时也要注意如何有效地将约束条件融入到进化过程中去以确保生成的解集既满足可行性又具备多样性。 NSGA-II是一种流行的多目标优化方法,它通过维持一个包含多个可行解决方案的群体来工作。该算法的关键在于其快速非支配排序机制和拥挤距离计算过程,这两个方面帮助在搜索空间中找到Pareto最优前沿上的分布良好的点集合。 对于具体的应用场景来说,在MATLAB环境中实现基于NSGA-II的方法时需要考虑的问题包括但不限于如何定义适应度函数、确定哪些变量是决策变量以及怎样设置算法参数如种群大小和迭代次数等。此外,还需要根据问题的具体需求来设计合适的约束处理策略以确保所求解的方案在实际应用中具有可行性。 总之,在使用NSGA-II解决有约束限制优化问题时,编写有效的MATLAB代码需要对遗传算法原理、多目标优化理论以及具体应用场景都有深入的理解和掌握。