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使用径向基函数对昂贵的黑盒函数进行约束全局优化。 (英语) Zbl 1274.90511号

摘要:我们提出了一种使用响应面模型对昂贵的黑盒函数进行约束全局优化的新策略。响应面模型只是一个连续黑箱函数的多元近似,在函数求值计算昂贵的情况下,该函数用作优化的代理模型。以前使用响应面模型的全局优化方法仅限于箱约束问题,但新方法可以很容易地合并一般非线性约束。在所提出的方法中,我们称之为使用响应曲面的约束优化(CORS)方法,下一个昂贵的函数评估点被选择为使当前响应面模型最小化的点,该响应面模型受给定约束和附加约束的约束,即该点与先前评估的点有一定距离。距离要求允许循环,从高值开始(全局搜索),以低值结束(本地搜索)。约束的目的是将该方法推向域的未探索区域,并防止该方法过早收敛到某个点,该点甚至可能不是黑盒函数的局部极小值。无论使用何种响应面模型,新方法都可以收敛到紧致集上任意连续函数的全局极小值。最后,我们考虑了使用径向基函数模型(CORS-RBF)的CORS方法的两种特殊实现,并将其应用于箱约束Dixon(-)Szegö测试函数和简单的非线性约束测试函数。结果表明,在箱约束测试问题上,CORS-RBF算法在代价高昂的函数方面与现有的全局优化算法具有竞争力。结果还表明,CORS-RBF算法在非线性约束测试问题的约束全局优化方面优于其他算法。

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90 C59 数学规划中的近似方法和启发式
90立方 非线性规划
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参考文献:

[1] 比约克曼,M。;Holmström,K.,优化工程,1373-397(2000)·Zbl 1035.90061号 ·doi:10.1023/A:1011584207202
[2] 布克,A.J。;丹尼斯·J·E。;P.D.弗兰克。;Serafini,D.B。;托克森,V。;Trosset,M.W.,《结构优化》,17,1-13(1999)·doi:10.1007/BF01197708
[3] 盒子,G.E.P。;Draper,N.R.(1987),纽约·Zbl 0614.62104号
[4] Cressie,N.(1993),纽约
[5] 丹尼斯·J·E。;Torczon,V.,SIAM优化期刊,1448-474(1991)·Zbl 0754.90051号 ·doi:10.1137/0801027
[6] Dixon,L.C.W.和Szegö,G.(1978),《全局优化问题:导论》。收录人:Dixon,L.C.W.和Szegö,G.(编辑),《迈向全球优化2》,第1-15页,阿姆斯特丹北霍兰德。
[7] 弗里德曼,J.H.,《统计年鉴》,第19卷,第1-141页(1991年)·Zbl 0765.62064号 ·doi:10.1214/aos/1176347963
[8] Gomez,S.和Levy,A.(1982),解决具有多个非连通可行区域的约束全局优化问题的隧道法。收录于:Dold,A.和Eckmann,B.(编辑),《数值分析》,数学课堂讲稿909,第34-47页,Springer-Verlag·Zbl 0473.65038号
[9] Gutmann,H.-M.(2001a),全局优化的径向基函数方法。剑桥大学博士论文·Zbl 0972.90055号
[10] Gutmann,H.-M.,《全局优化杂志》,201-227(2001)·Zbl 0972.90055号 ·doi:10.1023/A:1011255519438
[11] Homström,K.,高级建模与优化,147-69(1999)·Zbl 1115.90404号
[12] 霍斯特,R。;帕尔达洛斯,P.M。;Thoai,N.V.(1995),纽约·Zbl 0836.90134号
[13] 石川,T。;Matsunami,M.,IEEE磁学汇刊,331868-1871(1997)·doi:10.1009/20.582647
[14] 石川,T。;Y.Tsukui。;Matsunami,M.,IEEE磁学汇刊,351730-1733(1999)·数字对象标识代码:10.1109/20.767363
[15] Jones,D.R.(1996),《响应面全局优化》,在加拿大维多利亚州第五届SIAM优化会议上发表。
[16] Jones,D.R.,《全球优化杂志》,21,345-383(2001a)·Zbl 1172.90492号 ·doi:10.1023/A:1012771025575
[17] Jones,D.R.(2001b),《直接全局优化算法》。摘自:Floudas,C.A.和Pardalos,P.M.(编辑),《优化百科全书》,第1卷,第431-440页。Kluwer学术出版社
[18] Jones,D.R。;佩特顿,C.D。;Stuckman,B.E.,《优化理论与应用杂志》,78,157-181(1993)·兹伯利0796.49032 ·doi:10.1007/BF00941892
[19] Jones博士。;Schonlau,M。;Welch,W.J.,《全局优化杂志》,第13期,第455-492页(1998年)·Zbl 0917.90270号 ·doi:10.1023/A:1008306431147
[20] Khuri,A.I。;康奈尔·J·A(1987),纽约·Zbl 0632.62069号
[21] Koehler,J.R.和Owen,A.B.(1996),计算机实验。收录于:Ghosh,S.和Rao,C.R.(编辑),《统计手册》,第13卷:计算机实验的设计与分析,第261-308页。荷兰北部,阿姆斯特丹·Zbl 0919.62089号
[22] McKay,M。;贝克曼,R。;Conover,W.,《技术计量学》,21239-246(1979)·Zbl 0415.62011号
[23] 迈尔斯,R.H。;蒙哥马利特区(1995),纽约·Zbl 1161.62392号
[24] Nelder,J.A。;Mead,R.,《计算机杂志》,7308-313(1965)·Zbl 0229.65053号 ·doi:10.1093/comjnl/7.4.308
[25] Nocedal,J。;Wright,S.J.(1999),纽约·Zbl 0930.65067号 ·数字对象标识代码:10.1007/b98874
[26] Powell,M.J.D.(1992),《1990年径向基函数近似理论》,载于:Light,W.(编辑),《数值分析进展》,第2卷:小波、细分算法和径向基函数,第105-210页。牛津大学出版社·Zbl 0787.65005号
[27] 鲍威尔,M.J.D。;Gomez,S.(编辑);Hennart,J.-P(编辑),通过线性插值对目标和约束函数建模的直接搜索优化方法,51-67(1994),纽约·Zbl 0826.90108号 ·doi:10.1007/978-94-015-8330-54
[28] 鲍威尔,M.J.D。;Müller,M.(编辑);Buhmann,M.(编辑);马赫,D.(编辑);Felten,M.(编辑),剑桥大学最近关于径向基函数的研究,215-232(1999),巴塞尔·Zbl 0958.41501号 ·doi:10.1007/978-3-0348-8696-3_14
[29] 鲍威尔,M.J.D.,《数学规划》,92,555-582(2000)·Zbl 1014.65050号 ·doi:10.1007/s101070100290
[30] 鲍威尔,M.J.D.(2002),英国。
[31] Sacks,J。;Welch,W.J。;米切尔·T·J。;Wynn,H.P.,《统计科学》,第4期,第409-435页(1989年)·Zbl 0955.62619号 ·doi:10.1214/s/s1177012413
[32] Simpson,T.W.、Mauery,T.M.、Korte,J.J.和Mistree,F.(1998),多学科设计优化的响应面和克里金模型比较。参见:第七届美国国际航空航天局/美国空军/美国国家航空航天局/ISSMO多学科分析与优化研讨会论文集,第1卷,第381-391页。密苏里州圣路易斯。
[33] The Mathworks,Inc.(2000),与MATLAB一起使用的优化工具箱:用户指南,2.1版。
[34] Torczon,V.,无文章标题,关于模式搜索算法的收敛性,SIAM优化杂志,7,1-25(1997)·Zbl 0884.65053号
[35] 托恩,A。;Zilinskas,A.(1989),柏林
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