ВОРХП

ВОРХП
Разработчик(и)	Кристоф Бюскенс , Матиас Гердтс и др.
Первоначальный выпуск	март 2010 г .; 14 лет назад
Стабильная версия	1.16 / 7 мая 2024 г .; 39 дней назад
Написано в	ANSI C , FORTRAN 77 , Fortran 95 и Fortran 2003.
Операционная система	Unix-подобные , Windows XP и более поздние версии.
Доступно в	Английский
Тип	Числовое программное обеспечение
Лицензия	Собственный , бесплатно для академических пользователей.
Веб-сайт	worhp.de

WORHP ( / w ɔːr p / «warp», аббревиатура от «Мы оптимизируем действительно огромные проблемы»), также называемый eNLP (европейский NLP решатель ESA математического программного обеспечения ), представляет собой библиотеку для численного решения крупномасштабных непрерывной нелинейной оптимизации. задач .

WORHP представляет собой гибридную реализацию Fortran и C и может использоваться из программ C/ C++ и Fortran с использованием различных интерфейсов различной сложности и гибкости. Также имеются интерфейсы для сред моделирования MATLAB , CasADi и AMPL . ^[1]

Формулировка проблемы [ править ]

WORHP предназначен для решения задач вида

\min _{x\in \mathbb {R} ^{n}}f(x)

при условии

L\leq {\begin{pmatrix}x\\g(x)\end{pmatrix}}\leq U

с достаточно гладкими функциями $f:\mathbb {R} ^{n}\to \mathbb {R}$ (цель) и $g:\mathbb {R} ^{n}\to \mathbb {R} ^{m}$ (ограничения), которые могут быть нелинейными и не обязательно выпуклыми. Даже проблемы с большими размерами $n$ и $m$ может быть эффективно решена, если задача достаточно разрежена.Случаи, когда цель и ограничения не могут быть оценены отдельно или когда ограничения могут быть оценены поэлементно, могут быть использованы WORHP для повышения эффективности вычислений.

Производные [ править ]

WORHP требует первую производную ( градиент ) от $f$ и из $g$ ( якобиан ) и вторые производные ( матрица Гессе ) функции Лагранжа ; в среде моделирования, такой как AMPL, они предоставляются методами автоматического дифференцирования , но в других средах их должен предоставить вызывающий объект. Первая и вторая производные могут быть аппроксимированы WORHP с использованием конечных разностей . Чтобы уменьшить непомерно большое количество необходимых оценок функций в крупномасштабных разреженных задачах, теория раскраски графов используется для группировки первых и вторых частных производных. Вторые производные также могут быть аппроксимированы с использованием вариаций классического метода BFGS , включая блочно-диагональные или разреженные матрицы BFGS.

Структура [ править ]

Уровень НЛП WORHP основан на SQP , а квадратичные подзадачи решаются с использованием метода внутренней точки . Этот подход был выбран, чтобы извлечь выгоду из надежности методов SQP и надежной сложности во время выполнения методов IP, поскольку традиционные методы активного набора могут быть непригодны для решения крупномасштабных задач.

Развитие [ править ]

Разработка WORHP началась в 2006 году при финансовой поддержке DLR и была продолжена под маркой eNLP после 2008 года при поддержке ESA / ESTEC вместе с решателем Interior-Point ipfilter. ^[2](чье включение в eNLP было прекращено после 2010 года) для разработки европейского решателя NLP для использования в оптимизации траектории, анализе миссий и аэрокосмических приложениях в целом. ^[3]

Разработкой WORHP руководят Исследовательский центр оптимизации, контроля и регулирования Штайнбайса и ученые группы оптимизации и оптимального управления Бременского университета и Мюнхенского университета Бундесвера . ^[4]Разработчики подчеркивают, что WORHP, несмотря на свои академические корни, задуман как инструмент промышленного уровня, а не как платформа для академических исследований. ^[5]

Приложения [ править ]

WORHP интегрирован в такие инструменты анализа траектории, как LOTNAV. ^[6]и ASTOS , и используется в ESOC и ESTEC . Его можно использовать в качестве оптимизатора в CasADi (начиная с версии 1.5.0beta). ^[7]и как локальный оптимизатор в СВАГО МДО ^[8] инструмент, разработанный в Бременском университете и Миланском политехническом университете для междисциплинарной оптимизации проектирования в рамках программы ESA PRESTIGE. ^[9]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ «Интерфейсы WORHP» .
^ Луис Висенте; Рената Силва; Майкл Ульбрих; Стефан Ульбрих. «ipfilter — решатель НЛП, основанный на алгоритме первично-двойственного фильтра внутренней точки» .
^ Свен Эрб (2 марта 2011 г.). «eNLP: ориентированная на приложения оптимизация на основе NLP на аэрокосмическом рынке» . Первый производственный цех ITN Sadco.
^ «Команда разработчиков» . Проверено 9 января 2018 г.
^ Кристоф Бюскенс; Деннис Вассель (2012). «Решатель НЛП ESA WORHP». Моделирование и оптимизация в космической технике . Springer-оптимизация и ее приложения. Том. 73. С. 85–110. дои : 10.1007/978-1-4614-4469-5_4 . ISBN 978-1-4614-4468-8 .
^ Дж. Л. Кано; М. Белло; Х. Родригес-Канабал (2004). «Навигация и наведение по траекториям малой тяги, LOTNAV». 18-й международный симпозиум по динамике космических полетов . 548 : 609. Бибкод : 2004ESASP.548..609C .
^ "КасАди вики " Гитхаб . Проверено 2 мая 2013 г.
^ Франческо Кастеллини (2009). «ПРЕСТИЖ МДО Исследования, Научные Достижения» . Проверено 23 марта 2011 г.
^ Образование ЕКА (2009). «Университеты, отобранные для участия в программе ПРЕСТИЖ» . Проверено 23 марта 2011 г.

Внешние ссылки [ править ]

[Interfaces-1] «Интерфейсы WORHP» .

[ipfilter-2] Луис Висенте; Рената Силва; Майкл Ульбрих; Стефан Ульбрих. «ipfilter — решатель НЛП, основанный на алгоритме первично-двойственного фильтра внутренней точки» .

[eNLP_talk-3] Свен Эрб (2 марта 2011 г.). «eNLP: ориентированная на приложения оптимизация на основе NLP на аэрокосмическом рынке» . Первый производственный цех ITN Sadco.

[Development_Team-4] «Команда разработчиков» . Проверено 9 января 2018 г.

[The_ESA_NLP_Solver_WORHP-5] Кристоф Бюскенс; Деннис Вассель (2012). «Решатель НЛП ESA WORHP». Моделирование и оптимизация в космической технике . Springer-оптимизация и ее приложения. Том. 73. С. 85–110. дои : 10.1007/978-1-4614-4469-5_4 . ISBN 978-1-4614-4468-8 .

[LOTNAV-6] Дж. Л. Кано; М. Белло; Х. Родригес-Канабал (2004). «Навигация и наведение по траекториям малой тяги, LOTNAV». 18-й международный симпозиум по динамике космических полетов . 548 : 609. Бибкод : 2004ESASP.548..609C .

[CasADi-7] "КасАди вики " Гитхаб . Проверено 2 мая 2013 г.

[SVAGO-8] Франческо Кастеллини (2009). «ПРЕСТИЖ МДО Исследования, Научные Достижения» . Проверено 23 марта 2011 г.

[PRESTIGE-9] Образование ЕКА (2009). «Университеты, отобранные для участия в программе ПРЕСТИЖ» . Проверено 23 марта 2011 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]