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MATLAB优化工具箱1工具箱概述11功能(1)求解无约束条件非线性极小值;(2)求解约束条件下非线性极小值,包括目标逼近问题、极大极小值问题和半无限极小值问题;(3)求解二次规划和线性规划问题;(4)非线性最小二乘逼近和曲线拟合;(5)非线性系统的方程求解;(6)约束条件下的线性最小二乘优化;(7)求解复杂结构的大规模优化问题。12工具箱的新特色MATLABR2008b使用的是41版本的优化工具箱,较3x的变化在于:(1)fmi
co
、fmi
imax和fgoalattai
中引入了并行机制,加快梯度计算速度;(2)函数gatool和pserchtool整合到优化工具箱GUI中;(3)函数fmi
co
的求解器中新增内点算法;(4)提供了KNITRO优化库的接口;(5)函数lsqcurvefit、lsq
o
li
和fsolve的优化选项参数Preco
dBa
dWi
th默认值由0变为i
f;(6)优化选项参数TolCo
SQP的默认值改为1e6;(7)输出结构中引入了参数co
strviolatio
。2工具箱函数常用函数:一元函数极小值无约束极小值线性规划01整数规划二次规划约束极小值(非线性规划)非线性最小二乘目标达到问题极小极大问题Xfmi
b
d‘F’x1x2Xfmi
u
c‘F’X0Xfmi
search‘F’X0Xli
progcAbXbi
tprogFXquadprogHcAbXfmi
co
‘FG’X0Xlsq
o
li
FX0Xfgoalattai
‘F’xgoalwXfmi
imax‘FG’x0
输入参数中可以用optio
s,用于所有函数,其中包括有一下参数。(1)Display:结果显示方式,off不显示,iter显示每次迭代的信息,fi
al为最终结果,
otify只有当求解不收敛的时候才显示结果。(2)MaxFu
Evals:允许函数计算的最大次数,取值为正整数。(3)MaxIter:允许迭代的最大次数,正整数。(4)TolFu
:函数值(计算结果)精度,正整数。(5)TolX:自变量的精度,正整数。而且可以用函数optimset创建和修改。模型输入时需要注意问题:(1)目标函数最小化;
f(2)约束非正;(3)避免使用全局变量。3GUI优化工具31启动命令行输入optimtool;StartToolboxesOptimizatio
Optimizatio
tooloptimtool。32界面图一:GUI优化工具的界面
分为三块:最左边是优化问题的描述及计算结果显示,中间为优化选项的设置,右边是帮助(可隐藏,右上角的)。具体各选项的功能和作用不做记录。33使用步骤选择求解器solver和优化算法algorithm;选定目标函数(objectivefu
ctio
);设定目标函数的相关参数;设置优化选项;单击“start”按钮,运行求解;查看求解器的状态和求解结果;将目标函数、选项和结果导入导出。具体的如图二所示:图二:步骤示意图
f34应用实r
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