Jump to content

Тестовые функции для оптимизации

В прикладной математике тестовые функции , известные как искусственные ландшафты , полезны для оценки характеристик алгоритмов оптимизации, таких как:

  • Скорость сходимости.
  • Точность.
  • Прочность.
  • Общая производительность.


Здесь представлены некоторые тестовые функции с целью дать представление о различных ситуациях, с которыми алгоритмам оптимизации приходится сталкиваться при решении такого рода проблем. В первой части представлены некоторые целевые функции для случаев однокритериальной оптимизации. Во второй части тестовые функции с соответствующими фронтами Парето для задач многокритериальной оптимизации даны (MOP).

Представленные здесь искусственные ландшафты для задач однокритериальной оптимизации взяты из работы Бека, [1] Хаупт и др. [2] и из программного обеспечения Роди Олденхейса. [3] Учитывая количество задач (всего 55), здесь представлены лишь некоторые из них.

Тестовые функции, используемые для оценки алгоритмов MOP, были взяты из Deb, [4] Бинь и др. [5] и Бинь. [6] Программное обеспечение, разработанное Деб, можно загрузить, [7] который реализует процедуру NSGA-II с ГА, или программу, размещенную в Интернете, [8] который реализует процедуру NSGA-II с ES.

Здесь приведены только общий вид уравнения, график целевой функции, границы переменных объекта и координаты глобальных минимумов.

Тестовые функции для одноцелевой оптимизации [ править ]

Имя Сюжет Формула Глобальный минимум Поиск домена
Функция Растригина Функция Растригина для n=2

Функция Экли Функция Экли для n=2

Сферная функция Сферная функция для n=2,
Функция Розенброка Функция Розенброка для n=2,
Функция Била Функция Била

Функция Гольдштейна – Цены Функция Гольдштейна – Цены

Функция стенда Функция Бута
Функция Букина №6 Функция Букина №6,
Функция Матьяса Функция Матьяса
Функция Леви N.13 Функция Леви N.13

Функция Химмельблау Функция Химмельблау
Функция трехгорбого верблюда Функция «Трёхгорбый верблюд»
Функция EASOM Функция EASOM
Функция перекрестного лотка Функция перекрестного лотка
Функция подставки для яиц [9] [10] Функция подставки для яиц
Табличная функция Гёльдера Функция держателя стола
Функция Маккормика Функция Маккормика,
Функция Шаффера № 2 Функция Шаффера №2
Функция Шаффера № 4 Функция Шаффера №4
Функция Стыблинского – Танга Функция Стыблинского-Танга, ..
Функция Шекеля Функция Шекеля в двух измерениях и с 10 максимумами

или, аналогично,

,

Тестовые функции для ограниченной оптимизации [ править ]

Имя Сюжет Формула Глобальный минимум Поиск домена
Функция Розенброка, ограниченная кубикой и линией [11] Функция Розенброка, ограниченная кубикой и линией,

подвергается:

,
Функция Розенброка, ограниченная диском [12] Функция Розенброка, ограниченная диском,

подвергается:

,
Функция Мишры Берда – ограничена [13] [14] Функция Берда (ограниченная),

подвергается:

,
Функция Таунсенда (модифицированная) [15] Мультимодальная функция с ограничением сердца,

подвергается: где: t = Atan2(x,y)

,
Функция Гомеса и Леви (модифицированная) [16] Гомес и функция Леви,

подвергается:

,
Симионеску работает [17] Симионеску работает,

подвергается:

Тестовые функции для многокритериальной оптимизации [ править ]

[ нужны дальнейшие объяснения ]

Имя Сюжет Функции Ограничения Поиск домена
Функция Биня и Корна : [5] Функция Биня и Корна,
Функция Чанконга и Хеймса : [18] Функция Чаконга и Хеймса
Функция Фонсека-Флеминга : [19] Функция Фонсека и Флеминга,
Тестовая функция 4: [6] Тестовая функция 4.[6]
Функция Курсаве : [20] Функция Курсаве, .
Функция Шаффера № 1: [21] Функция Шаффера №1. Ценности от к были успешно использованы. Более высокие значения увеличить сложность задачи.
Функция Шаффера № 2: Функция Шаффера №2.
Две целевые функции Полони: Две целевые функции Полони

Функция Цитцлера–Деба–Тиле № 1: [22] Функция Цитцлера-Деба-Тиля №1., .
Функция Цитцлера–Деба–Тиле № 2: [22] Функция Цитцлера-Деба-Тиля №2., .
Функция Цитцлера–Деба–Тиле № 3: [22] Функция Цитцлера-Деба-Тиля №3., .
Функция Цитцлера–Деба–Тиле № 4: [22] Функция Цитцлера-Деба-Тиля №4., ,
Функция Цитцлера – Деба – Тиле № 6: [22] Функция Цитцлера-Деба-Тиля №6., .
Функция Осички и Кунду: [23] Функция Осички и Кунду, , .
Функция CTP1 (2 переменные): [4] [24] Функция CTP1 (2 переменные).[4].
Проблема Constr-Ex: [4] Проблема Constr-Ex.[4],
Функция Венне: функция Вьенне.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Бек, Томас (1995). Эволюционные алгоритмы в теории и практике: стратегии эволюции, эволюционное программирование, генетические алгоритмы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. п. 328. ИСБН  978-0-19-509971-3 .
  2. ^ Хаупт, Рэнди Л. Хаупт, Сью Эллен (2004). Практические генетические алгоритмы на компакт-диске (2-е изд.). Нью-Йорк: Дж. Уайли. ISBN  978-0-471-45565-3 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ Олденхейс, Роди. «Множество тестовых функций для глобальных оптимизаторов» . Математические работы . Проверено 1 ноября 2012 г.
  4. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Деб, Калянмой (2002)Многокритериальная оптимизация с использованием эволюционных алгоритмов (ред.). Чичестер [ua]: Уайли. ISBN   0-471-87339-X .
  5. Перейти обратно: Перейти обратно: а б Бинь Т. и Корн У. (1997) MOBES: многокритериальная стратегия эволюции для задач оптимизации с ограничениями . В: Материалы Третьей Международной конференции по генетическим алгоритмам. Чешская Республика. стр. 176–182.
  6. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Бинь Т. (1999) Многокритериальный эволюционный алгоритм. Учебные случаи. Технический отчет. Институт автоматизации и связи. Барлебен, Германия
  7. ^ Деб К. (2011) Программное обеспечение для многоцелевого кода NSGA-II на C. Доступно по URL: https://www.iitk.ac.in/kangal/codes.shtml .
  8. ^ Ортис, Жилберто А. «Многокритериальная оптимизация с использованием ES в качестве эволюционного алгоритма» . Математические работы . Проверено 1 ноября 2012 г.
  9. ^ Уитли, Даррелл; Рана, Сорая; Джубера, Джон; Матиас, Кейт Э. (1996). «Оценка эволюционных алгоритмов» . Искусственный интеллект . 85 (1–2). Elsevier BV: 264. doi : 10.1016/0004-3702(95)00124-7 . ISSN   0004-3702 .
  10. ^ Ванарет К. (2015) Гибридизация интервальных методов и эволюционных алгоритмов для решения сложных задач оптимизации. Кандидатская диссертация. Национальная школа гражданской авиации. Национальный политехнический институт Тулузы, Франция.
  11. ^ Симионеску, Пенсильвания; Бил, Д. (29 сентября – 2 октября 2002 г.). Новые концепции графической визуализации целевых функций (PDF) . ASME 2002 Международные технические конференции по проектированию и инженерному делу и Конференция по компьютерам и информации в инженерии. Монреаль, Канада. стр. 891–897 . Проверено 7 января 2017 г.
  12. ^ «Решите нелинейную задачу с ограничениями — MATLAB и Simulink» . www.mathworks.com . Проверено 29 августа 2017 г.
  13. ^ «Проблема птиц (ограниченная) | Интеграция Феникса» . Архивировано из оригинала 29 декабря 2016 г. Проверено 29 августа 2017 г. {{cite web}}: CS1 maint: bot: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  14. ^ Мишра, Судханшу (2006). «Некоторые новые тестовые функции для глобальной оптимизации и производительности метода роя отталкивающих частиц» . Бумага МПРА .
  15. ^ Таунсенд, Алекс (январь 2014 г.). «Ограниченная оптимизация в Chebfun» . chebfun.org . Проверено 29 августа 2017 г.
  16. ^ Симионеску, Пенсильвания (2020). «Сборник тестовых задач двумерной нелинейной оптимизации с графическим представлением». Международный журнал математического моделирования и численной оптимизации . 10 (4): 365–398. дои : 10.1504/IJMMNO.2020.110704 .
  17. ^ Симионеску, Пенсильвания (2014). Инструменты компьютерного построения графиков и моделирования для пользователей AutoCAD (1-е изд.). Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. ISBN  978-1-4822-5290-3 .
  18. ^ Чанконг, Вира; Хаймс, Яков Ю. (1983). Многокритериальное принятие решений. Теория и методология . Северная Голландия. ISBN  0-444-00710-5 .
  19. ^ Фонсека, CM; Флеминг, П.Дж. (1995). «Обзор эволюционных алгоритмов многокритериальной оптимизации». Эвол Компьютер . 3 (1): 1–16. CiteSeerX   10.1.1.50.7779 . дои : 10.1162/evco.1995.3.1.1 . S2CID   8530790 .
  20. ^ Ф. Курсаве, « Вариант эволюционной стратегии для векторной оптимизации », в PPSN I, Vol 496 Lect Notes in Comput Sc. Springer-Verlag, 1991, стр. 193–197.
  21. ^ Шаффер, Дж. Дэвид (1984). «Многоцелевая оптимизация с помощью генетических алгоритмов с векторной оценкой». В GJE Grefensette; Джей Джей Лоуренс Эрлбраум (ред.). Материалы Первой международной конференции по генетическим алгоритмам . OCLC   20004572 .
  22. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с д и Деб, Калян; Тиле, Л.; Лауманнс, Марко; Зитцлер, Эккарт (2002). «Задачи тестирования масштабируемой многокритериальной оптимизации». Материалы Конгресса 2002 г. по эволюционным вычислениям. CEC'02 (Кат. номер 02TH8600) . Том. 1. С. 825–830. дои : 10.1109/CEC.2002.1007032 . ISBN  0-7803-7282-4 . S2CID   61001583 .
  23. ^ Осичка, А.; 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 . S2CID   123433499 .
  24. ^ Хименес, Ф.; Гомес-Скармета, А.Ф.; Санчес, Г.; Деб, К. (май 2002 г.). «Эволюционный алгоритм ограниченной многокритериальной оптимизации». Материалы Конгресса 2002 г. по эволюционным вычислениям. CEC'02 (Кат. номер 02TH8600) . Том. 2. С. 1133–1138. дои : 10.1109/CEC.2002.1004402 . ISBN  0-7803-7282-4 . S2CID   56563996 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d4868700a69c0df324c48d47af8934ea__1703853300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d4/ea/d4868700a69c0df324c48d47af8934ea.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Test functions for optimization - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)