Артелис Книтро

Артелис Книтро
Разработано	Ричард Вальц ; Хорхе Носедал ; Тодд Плантенга ; Ричард Берд ;
Разработчик	Артелис
Впервые появился	2001
Стабильная версия	14,0 / 30 января 2024 г .; 4 месяца назад
ТЫ	Кросс-платформенный
Лицензия	Собственный
Веб-сайт	Артелис Книтро

Artelys Knitro — это коммерческий пакет программного обеспечения для решения крупномасштабных задач нелинейной математической оптимизации .

KNITRO — (исходное название решателя), сокращение от « N onlinear Interior Point Trust Region O » ptimization («K» молчит) — был создан Ричардом Вальцем, Хорхе Носедалом , Тоддом Плантенгой и Ричардом Бердом. Впервые он был представлен в 2001 году как результат академических исследований Северо-Западного университета (через Ziena Optimization LLC) и с тех пор постоянно совершенствуется разработчиками Artelys.

Задачи оптимизации должны быть представлены Knitro в математической форме и должны обеспечивать способ вычисления производных функций с использованием разреженных матриц (Knitro может вычислять аппроксимацию производных, но в большинстве случаев предоставление точных производных полезно). Зачастую более простой подход заключается в разработке задачи оптимизации на языке алгебраического моделирования . Среда моделирования вычисляет производные функции, а Knitro вызывается как «решатель» внутри среды.

Проблемные классы, Artelys решенные Knitro

Knitro специализируется на нелинейной оптимизации , но также решает широкий спектр оптимизационных задач:

Общие нелинейные задачи (НЛП), в том числе невыпуклые
Системы нелинейных уравнений
Линейные задачи (ЛП)
Квадратичные задачи (QP/QCQP/SOCP), как выпуклые, так и невыпуклые.
Задачи наименьших квадратов / регрессия, как линейная, так и нелинейная
Математические программы с ограничениями дополнительности (MPCC/MPEC)
Смешанно-целочисленные нелинейные задачи (MIP/MINLP)
Задачи оптимизации без производных (DFO)

Алгоритмы [ править ]

Artelys Knitro содержит широкий спектр алгоритмов оптимизации.

Решатель нелинейного программирования (НЛП) [ править ]

Knitro предлагает четыре различных алгоритма оптимизации для решения задач оптимизации. ^[1] Два алгоритма относятся к типу внутренней точки и два — к типу активного множества . Известно, что эти алгоритмы имеют принципиально разные характеристики; например, методы внутренней точки следуют по пути через внутреннюю часть допустимой области , в то время как методы активного множества имеют тенденцию оставаться на границах. Knitro предоставляет оба типа алгоритмов для большей гибкости при решении задач и позволяет в процессе решения переходить от одного алгоритма к другому. Код также предоставляет опцию multistart для ускорения вычисления глобального минимума .

Алгоритм Внутренний/Прямой
Алгоритм внутреннего/сопряженного градиента
Алгоритм активного набора
Алгоритм последовательного квадратичного программирования (SQP)

нелинейного программирования (MINLP Решатель смешанно- целочисленного )

Knitro предоставляет инструменты для решения моделей оптимизации (как линейных, так и нелинейных) с двоичными или целочисленными переменными. Код Knitro смешанного целочисленного программирования (MIP) предлагает три алгоритма смешанно-целочисленного нелинейного программирования (MINLP): ^[2]

Нелинейная ветвь и граница
Алгоритм Кесады Гроссмана
Смешанно-целочисленное последовательное квадратичное программирование (MISQP)

Особенности [ править ]

Artelys Knitro поддерживает множество языков программирования и моделирования, в том числе. ^[3]

Объектно-ориентированные интерфейсы для C++, C#, Java и Python.
Матрично-ориентированные интерфейсы для Julia, C, Fortran, MATLAB и R.
Ссылки на языки моделирования: AIMMS, AMPL, GAMS, JuMP и MPL.
Ссылки на Excel через Frontline Solvers

Artelys Knitro также включает в себя ряд ключевых функций:

Большой набор хорошо документированных пользовательских опций. ^[4] и автоматический тюнер
(Параллельный) многопусковой режим для глобальной оптимизации
Аппроксимация и проверка производных
Внутренний презолвер

Поддерживаемые платформы [ править ]

Artelys Knitro доступен на следующих платформах:

Windows 64
Линукс 64
МакОС 64
Процессоры ARM для встроенной оптимизации ^[5]

Ссылки [ править ]

Носедаль, Хорхе; Райт, Стивен Дж. (2006). Численная оптимизация (2-е изд.). Издательство Спрингер . ISBN 0-387-30303-0 .
Берд, Ричард Х.; Носедаль, Хорхе; Вальс, Ричард А. (2006). «Knitro: интегрированный пакет для нелинейной оптимизации» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2016 года . Проверено 17 ноября 2017 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

Внешние ссылки [ править ]

Хорхе Носедал , профиль отделения EECS Инженерной школы Маккормика

[1] Алгоритмы НЛП Artelys Knitro

[2] Алгоритмы Artelys Knitro MINLP

[3] Особенности Artelys Knitro

[4] Руководство пользователя Artelys Knitro

[5] Artelys Knitro и процессоры ARM

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]