Тестовые функции для оптимизации - Test functions for optimization
В прикладной математике тестовые функции, известный как искусственные пейзажи, полезны для оценки характеристик алгоритмов оптимизации, таких как:
- Скорость сходимости.
- Точность.
- Надежность.
- Общая производительность.
Здесь представлены некоторые тестовые функции с целью дать представление о различных ситуациях, с которыми приходится сталкиваться алгоритмам оптимизации при решении подобных проблем. В первой части представлены некоторые целевые функции для случаев одноцелевой оптимизации. Во второй части тестовые функции с соответствующими фронтами Парето для многокритериальная оптимизация даны задачи (СС).
Искусственные ландшафты, представленные здесь для задач одноцелевой оптимизации, взяты из Bäck,[1] Haupt et al.[2] и из программного обеспечения Rody Oldenhuis.[3] Учитывая количество задач (всего 55), здесь представлены лишь некоторые. Полный список тестовых функций можно найти на сайте Mathworks.[4]
Тестовые функции, используемые для оценки алгоритмов MOP, были взяты из Deb,[5] Binh et al.[6] и Бинь.[7] Вы можете скачать программное обеспечение, разработанное Деб,[8] который реализует процедуру NSGA-II с ГА или программу, размещенную в Интернете,[9] который реализует процедуру NSGA-II с ES.
Приведены просто общий вид уравнения, график целевой функции, границы переменных объекта и координаты глобальных минимумов.
Тестовые функции для одноцелевой оптимизации
имя | участок | Формула | Глобальный минимум | Поиск домена |
---|---|---|---|---|
Функция Растригина | ||||
Функция Экли | ||||
Сфера функция | , | |||
Функция Розенброка | , | |||
Функция Била | ||||
Функция Гольдштейна – Прайса | ||||
Функция будки | ||||
Функция Букина N.6 | , | |||
Функция Матьяса | ||||
Функция Леви N.13 | ||||
Функция Химмельблау | ||||
Функция трехгорбого верблюда | ||||
Функция EASOM | ||||
Функция кросс-лотка | ||||
Функция Eggholder [10] | ||||
Табличная функция Гёльдера | ||||
Функция Маккормика | , | |||
Функция Шаффера N. 2 | ||||
Функция Шаффера N. 4 | ||||
Функция Стыблинского – Танга | , .. |
Тестовые функции для оптимизации с ограничениями
имя | участок | Формула | Глобальный минимум | Поиск домена |
---|---|---|---|---|
Функция Розенброка с кубикой и линией[11] | , подвергается: | , | ||
Функция Розенброка, привязанная к диску[12] | , подвергается: | , | ||
Функция птицы Мишры - с ограничениями[13][14] | , подвергается: | , | ||
Функция Таунсенда (измененная)[15] | , подвергается:где: т = Атан2 (х, у) | , | ||
Функция Симионеску[16] | , подвергается: |
Тестовые функции для многокритериальной оптимизации
[требуется дальнейшее объяснение ]
имя | участок | Функции | Ограничения | Поиск домена |
---|---|---|---|---|
Функция Бина и Корна:[6] | , | |||
Функция Чанконга и Хаймса:[17] | ||||
Функция Фонсека – Флеминга:[18] | , | |||
Тестовая функция 4:[7] | ||||
Функция Курсаве:[19] | , . | |||
Функция Шаффера № 1:[20] | . Ценности от к были успешно использованы. Более высокие значения увеличивают сложность проблемы. | |||
Функция Шаффера № 2: | . | |||
Две целевые функции Полони: | ||||
Функция Цицлера – Деба – Тиле № 1:[21] | , . | |||
Функция Цицлера – Деба – Тиле № 2:[21] | , . | |||
Функция Цицлера – Деба – Тиле № 3:[21] | , . | |||
Функция Цицлера – Деба – Тиле № 4:[21] | , , | |||
Функция Цицлера – Деба – Тиле № 6:[21] | , . | |||
Функции Осички и Кунду:[22] | , , . | |||
Функция CTP1 (2 переменные):[5][23] | . | |||
Проблема с Constr-Ex:[5] | , | |||
Функция Viennet: | . |
Смотрите также
использованная литература
- ^ Бэк, Томас (1995). Эволюционные алгоритмы в теории и практике: стратегии эволюции, эволюционное программирование, генетические алгоритмы. Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 328. ISBN 978-0-19-509971-3.
- ^ Хаупт, Рэнди Л. Хаупт, Сью Эллен (2004). Практические генетические алгоритмы с CD-Rom (2-е изд.). Нью-Йорк: Дж. Вили. ISBN 978-0-471-45565-3.
- ^ Oldenhuis, Роди. «Множество тестовых функций для глобальных оптимизаторов». Математические работы. Получено 1 ноября 2012.
- ^ Ортис, Жилберто А. "Стратегии эволюции (ES)". Математические работы. Получено 1 ноября 2012.
- ^ а б c d е Деб, Калянмой (2002) Многокритериальная оптимизация с использованием эволюционных алгоритмов (Repr. Ed.). Чичестер [u.a.]: Уайли. ISBN 0-471-87339-X.
- ^ а б Бинь Т. и Корн У. (1997) MOBES: стратегия многокритериальной эволюции для задач оптимизации с ограничениями. В: Труды Третьей международной конференции по генетическим алгоритмам. Чехия. стр. 176–182
- ^ а б c Бинь Т. (1999) Многокритериальный эволюционный алгоритм. Учебные кейсы. Технический отчет. Институт автоматики и связи. Барлебен, Германия
- ^ Деб К. (2011) Программное обеспечение для многоцелевого кода NSGA-II на C. Доступно по URL: https://www.iitk.ac.in/kangal/codes.shtml
- ^ Ортис, Жилберто А. «Многоцелевая оптимизация с использованием ЭС как эволюционного алгоритма». Математические работы. Получено 1 ноября 2012.
- ^ Ванарет К. (2015) Гибридизация интервальных методов и эволюционных алгоритмов для решения сложных оптимизационных задач. Кандидатская диссертация. Ecole Nationale de l'Aviation Civile. Национальный политехнический институт Тулузы, Франция.
- ^ Simionescu, P.A .; Бил, Д. (29 сентября - 2 октября 2002 г.). Новые концепции в графической визуализации целевых функций (PDF). ASME 2002 Международные конструкторские технические конференции и Конференция "Компьютеры и информация в машиностроении". Монреаль, Канада. стр. 891–897. Получено 7 января 2017.
- ^ «Решите ограниченную нелинейную задачу - MATLAB и Simulink». www.mathworks.com. Получено 2017-08-29.
- ^ "Проблема с птицами (с ограничениями) | Интеграция с Phoenix". Архивировано 29 декабря 2016 года.. Получено 2017-08-29.CS1 maint: BOT: статус исходного URL-адреса неизвестен (ссылка на сайт)
- ^ Мишра, Судханшу (2006). «Некоторые новые тестовые функции для глобальной оптимизации и производительности метода роя отталкивающих частиц». Бумага MPRA.
- ^ Таунсенд, Алекс (январь 2014). «Оптимизация с ограничениями в Chebfun». chebfun.org. Получено 2017-08-29.
- ^ Симионеску, П.А. (2014). Инструменты компьютерного построения графиков и моделирования для пользователей AutoCAD (1-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN 978-1-4822-5290-3.
- ^ Чанконг, Вира; Хаймс, Яков Ю. (1983). Принятие многокритериальных решений. Теория и методология. ISBN 0-444-00710-5.
- ^ Fonseca, C.M .; Флеминг, П. Дж. (1995). «Обзор эволюционных алгоритмов многокритериальной оптимизации». Evol Comput. 3 (1): 1–16. CiteSeerX 10.1.1.50.7779. Дои:10.1162 / evco.1995.3.1.1.
- ^ Ф. Курсаве, "Вариант эволюционных стратегий векторной оптимизации," в PPSN I, Vol 496 Lect Notes in Comput Sc. Springer-Verlag, 1991, стр. 193–197.
- ^ Шаффер, Дж. Дэвид (1984). Множественная объективная оптимизация с использованием генетических алгоритмов с векторной оценкой. Материалы Первой Междунар. Конференция по генетическим алгоритмам / Под ред. G.J.E Grefensette, J.J. Лоуренс Эрлбраум (Кандидат наук). Университет Вандербильта. OCLC 20004572.
- ^ а б c d е Деб, Калян; Thiele, L .; Лауманнс, Марко; Цитцлер, Эккарт (2002). «Масштабируемые тестовые задачи многокритериальной оптимизации». Proc. Конгресса IEEE 2002 г. по эволюционным вычислениям. 1: 825–830. Дои:10.1109 / CEC.2002.1007032. ISBN 0-7803-7282-4.
- ^ Osyczka, A .; Кунду, С. (1 октября 1995 г.). «Новый метод решения обобщенных задач многокритериальной оптимизации с использованием простого генетического алгоритма». Структурная оптимизация. 10 (2): 94–99. Дои:10.1007 / BF01743536. ISSN 1615-1488.
- ^ Jimenez, F .; Гомес-Скармета, А. Ф .; Sanchez, G .; Деб, К. (май 2002 г.). «Эволюционный алгоритм многоцелевой оптимизации с ограничениями». Труды Конгресса по эволюционным вычислениям 2002 г. CEC'02 (Кат. № 02TH8600). 2: 1133–1138. Дои:10.1109 / CEC.2002.1004402. ISBN 0-7803-7282-4.