优化求解器输出函数- MATLAB和Simulink万博1manbetx - 万博1manbetx,s manbetx 845,万博尤文图斯

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，您可以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暂停算法。可以将输出函数创建为函数文件、局部函数或嵌套函数。

你可以使用OutputFcn选项与下列MATLAB^®优化功能:

创建和使用输出函数

下面是一个简单的输出函数示例，它绘制优化函数生成的点。

function 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在求解最优化问题时

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

要做到这一点,

创建包含上述代码的文件并将其保存为outfun.m在MATLAB路径的一个文件夹中。
设置的值Outputfcn场的选项的函数句柄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) hold off

这些命令返回解决方案

fval = -0.5689

并显示由。生成的点的下图fminsearch：

$x(1) / x(2)的曲线。$

输出函数的结构

输出函数的函数定义行有如下形式:

stop = outfun(x, optimValues, state)

在哪里

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

优化函数将输入参数的值传递给outfun在每一个迭代。

嵌套输出函数的示例

中的例子创建和使用输出函数不需要输出函数将数据从一个迭代保存到下一个迭代。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，只需编写一个文件，执行以下操作:

包含作为嵌套函数的输出函数-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，函数文件也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在一次迭代到下一次迭代期间保留变量。

下面的示例使用一个输出函数来记录fminsearch迭代解决

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

输出函数以矩阵的形式返回被调用的点序列历史．

要运行示例，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);函数停止= myoutput(x,optimvalues,state);停止= false;If isequal(state，'iter') history = [history;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路径的一个文件夹中。
在MATLAB提示下，输入
```
[x fval history] = myproblem([-1 1]);
```

这个函数fminsearch返回x，最佳点，和fval，目标函数在x处的值。

X,fval = 0.1290 -0.5323

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。前四行历史是

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

最后一排的积分历史等于最优点，x．

objfun(History (end，:)) ans = -0.5689 . objfun(History (end，:)) ans = -0.5689 . objfun(History (end，:)

字段optimValues

的字段如下表所示optimValues由优化函数提供的结构fminbnd，fminsearch,fzero．

表的“命令行显示标题”列列出了当您设置显示参数的选项来“通路”．

optimValues字段(optimValues.field)	描述	命令行显示标题
`funccount`	函数求值的累计次数	`Func-count`
`fval`	当前点的函数值	`最小f (x)`
`迭代`	迭代数-从`0`	`迭代`
`过程`	程序信息	`过程`

算法的状态

下表列出了可能的值状态：

状态	描述
`“init”`	算法在第一次迭代之前处于初始状态。
`“中断”`	算法正在执行一次迭代。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，以提高计算效率。当state设置为`“中断”`的价值`x`和`optimValues`与最后一次调用输出函数时相同，其中`状态`被设置为`“通路”`．
`“通路”`	算法是在迭代的末尾。
`“完成”`	算法在最后一次迭代后处于最终状态。

下面的代码演示了输出函数如何使用的值状态来决定在当前迭代中执行哪些任务。

切换状态case 'init' %为绘图或对话框安装case 'iter' %根据需要对绘图或对话框进行更新case 'interrupt' %检查条件，看看优化%是否应该退出case 'done' %为绘图、对话框清理或最终绘图结束

停止标志

输出参数停止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）.下面的示例展示了使用的典型方法停止国旗。

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时停止优化optimValues．例如，下面的代码集停止来真正的若目标函数值小于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

如果您设计了一个执行优化的UI，您可以使用输出函数停止优化，例如，a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存储值真正的在optimstop一个领域处理结构称为hObject存储在appdata．

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