ISIGHT直接搜索算法介紹

2016-10-24  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

Robert Hooke 和T.A.Jeeves1961年在計算機械協會期刊上的一篇論文中提出“直接搜索”。直接搜索法在實踐中得到了很好的應用,將直接搜索法分為三類:模式搜索法,單純形法和搜索方向集適應法。

在歷史上,許多解決優化問題的方法都借助于熟悉的“經典分析技術”,即目標函數的泰勒級數展開。實際上,我們可以根據所用的展開項數開分類數值優化的方法。

1.采用一、二階導數的二階泰勒多項式構建F(x)的局部二次逼近牛頓方法是一個二階方法。

2.采用一階導數的一階泰勒多項式構建F(x)的局部線性逼近的最速下降方法是一個一階方法。

3.這種分類中,“零階方法”不需要求導信息和構造F(x)的逼近。這些在工程優化界被稱為零階的方法就是直接搜索法。

直接搜索法無須計算任何函數梯度,當優化問題中的目標函數較為復雜或者不能用變量顯函數描述時,可采用直接搜索的方法搜索到最優點。

直接搜索法具有以下優勢:

1)能有效探索初始設計點周圍局部區域

2)探索階段采用大步長,因此能夠探索到比梯度優化算法更大的設計空間。

3)只需要評價設計點,而不需求梯度,廣泛用于化學工程、流體力學等領域

4)能處理各種變量類型:實數型、整數型和離散型

5)特別適合設計變量數中等規模(即10~50個)和中度非線性的優化問題。

6)特定條件下,從數學上證明其收斂性。

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