チェックポイントファイルの操作

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再起動のチェックポイント

チェックポイントファイルには、最適化プロセスに関するデータが含まれています。チェックポイントファイルを取得するには、CheckpointFile オプションを使用します。

チェックポイントファイルの基本的な用途の 1 つは、最適化が途中で停止した場合に最適化を再開することです。早期停止の原因としては、停電やクラッシュなどのイベント、またはプロット機能ウィンドウで Stop ボタンを押したときなどが考えられます。

途中で停止した理由が何であれ、再起動の手順は、チェックポイントファイル名を指定して surrogateopt を呼び出すだけです。

たとえば、'check1' チェックポイントファイルを使用して最適化を実行し、最適化の開始直後に Stop ボタンをクリックするとします。

options = optimoptions('surrogateopt','CheckpointFile','check1.mat');
lb = [-6,-8];
ub = -lb;
fun = @(x)100*(x(2) - x(1)^2)^2 + (1 - x(1))^2;
[x,fval,exitflag,output] = surrogateopt(fun,lb,ub,options)

Optimization stopped by a plot function or output function.

x =

     0     0


fval =

     1


exitflag =

    -1


output = 

  struct with fields:

        elapsedtime: 6.7739
          funccount: 18
    constrviolation: 0
               ineq: [1×0 double]
           rngstate: [1×1 struct]
            message: 'Optimization stopped by a plot function or output function.'

最適化を再開するには、'check1.mat' 引数を指定して surrogateopt を呼び出します。

[x,fval,exitflag,output] = surrogateopt('check1.mat')

surrogateopt stopped because it exceeded the function evaluation limit set by 
'options.MaxFunctionEvaluations'.

x =

    0.8299    0.6861


fval =

    0.0296


exitflag =

     0


output = 

  struct with fields:

        elapsedtime: 78.7419
          funccount: 200
    constrviolation: 0
               ineq: [1×0 double]
           rngstate: [1×1 struct]
            message: 'surrogateopt stopped because it exceeded the function evaluation limit set by ↵'options.MaxFunctionEvaluations'.'

最適化を拡張または監視するためのオプションの変更

予期しないイベントにより停止したかどうかに関係なく、オプションの停止基準を変更することで、最適化を拡張できます。各反復で情報を表示することで最適化を監視することもできます。

メモ

surrogateopt では、変更できるオプションは限られています。信頼性を確保するために、新しいオプションを作成するのではなく、元のオプション構造を更新します。

再起動時に変更できるオプションのリストについては、opts を参照してください。

たとえば、以前の最適化を拡張して、合計 400 回の関数評価を実行するとします。さらに、'surrogateoptplot' プロット関数を使用して最適化を監視する必要があります。

opts = optimoptions(options,'MaxFunctionEvaluations',400,...
    'PlotFcn','surrogateoptplot');
[x,fval,exitflag,output] = surrogateopt('check1.mat',opts)

surrogateopt stopped because it exceeded the function evaluation limit set by 
'options.MaxFunctionEvaluations'.

x =

    1.0369    1.0758


fval =

    0.0014


exitflag =

     0


output = 

  struct with fields:

        elapsedtime: 177.8927
          funccount: 400
    constrviolation: 0
               ineq: [1×0 double]
           rngstate: [1×1 struct]
            message: 'surrogateopt stopped because it exceeded the function evaluation limit set by ↵'options.MaxFunctionEvaluations'.'

新しいプロット関数は、ソルバーが関数評価番号 200 で停止した後にのみプロット関数を開始したにもかかわらず、最適化の最初からプロットします。'surrogateoptplot' プロット関数は、最適化が停止した場所と、チェックポイントファイルから再開された場所の評価番号も表示します。

ロバスト代理最適化のコード

ファイルが存在する場合にのみチェックポイントファイルから代理最適化を再開するには、次のコードロジックを使用します。この方法では、クラッシュやその他の予期しないイベントが発生した後でも最適化を継続するためのスクリプトを作成できます。

% Assume that myfun, lb, and ub exist
if isfile('saveddata.mat')
    [x,fval,exitflag,output] = surrogateopt('saveddata.mat');
else
    options = optimoptions("surrogateopt","CheckpointFile",'saveddata.mat');
    [x,fval,exitflag,output] = surrogateopt(myfun,lb,ub,options);
end

参考

surrogateopt