ソルバーベースの [最適化] ライブエディタータスクの効果的な使い方

タスクの効果的な整理

タスクの上の 1 つのセクションとタスクの下の 2 つ以上のセクションを使用して、[最適化] ライブエディタータスクをライブスクリプトに配置します。ライブエディターで [最適化] タスクを開くには、[挿入] タブをクリックしてから、[タスク]、[最適化] を選択します。[挿入] タブで [セクション区切り] ボタンを使用して、新しいセクションを挿入します。

Live Script with section for data on top, then Optimize Live Editor task, then section for output, then section for functions.

既定で、タスクウィンドウの右側にある [右側に出力] ボタンが選択されています。

Output on right button

この選択では、出力がタスクの右側に配置されています。出力をタスクの下側に配置するには、[インラインで出力] ボタンを選択します。

Output inline button

タスクの上に、最適化に必要なデータ用のセクションを追加します。たとえば、初期点 x0、Aeq や beq などの制約行列、および目的関数または非線形制約関数のその他のパラメーターはタスクの上のセクションに属します。タスクの上のセクションにはデータを含める必要があるため、スクリプトを保存して再読み込みした後などに、スクリプト全体を正常に実行できます。データがワークスペースに読み込まれたら、スクリプトがデータにアクセスする必要があります。
タスクの出力をタスクの下のセクションに配置します。たとえば、タスクが solution 出力と objectiveValue 出力をワークスペースに書き込んでから、これらの出力をこのセクションに表示します。タスクの結果を表示して操作するための複数のセクションをタスクの下に追加できます。
最後のセクションには、問題のローカル関数が含まれています。ローカル関数はライブスクリプトの末尾に配置する必要があります。ただし、複数のスクリプトからアクセスされる関数がある場合は、それらを MATLAB^® パス上の別のファイルに含めた方が便利です。

あるベクトルへの最適化変数の配置と他の変数へのデータの配置

[最適化] は、ソルバーベースの最適化と方程式解法の初期段階です。そのため、スカラー目的関数の記述に記載されているように、すべての変数を 1 つのベクトルに配置する必要があります。たとえば、次の目的関数があるとします。

$f (x, y, z, w) = (x^{2} + y^{4}) \exp (- (z / (1 + x^{2})) w \exp (- z) .$

この例では、変数の x と z が最適化変数で、変数の y と w が固定データです。次のように、[最適化] タスクの下のセクションで関数を表現できます。

function f = myfun(vars,y,w)
x = vars(1);
z = vars(2);
f = (x^2 + y^4)*exp(-z/(1 + x^2))*w*exp(-z);
end

タスクの上のセクションで変数の y と w の値を定義します。

y = log(pi);
w = 2/3;

Ctrl+Enter を押して y と w をワークスペースに配置することによって、タスクの上のセクションを実行します。その後で、タスクの [問題のデータの選択] セクションで該当する入力を選択します。

Optimization input = vars, Fixed input y = y, Fixed input w = w.

推奨ソルバーを取得するための問題の種類の指定

タスクの [問題の種類の指定] セクションには、目的関数タイプと制約タイプを選択するためのボタンがあります。これらの項目を選択すると、[最適化] は、使用可能なソルバーの数を減らして、1 つのソルバーを推奨として表示します。たとえば、最小二乗目的、上限、および下限を伴う問題の場合は、[最適化] から lsqnonlin ソルバーが推奨されていることが示されます。

Least squares objective, lower and upper bounds leads to lsqnonlin as recommended

現在の選択では使用できないソルバーを使用するには、選択済みのボタンをクリックして、すべての問題タイプボタンを選択解除します。

タスクの実行方法

[最適化] ライブエディタータスクはさまざまな方法で実行できます。

タスクウィンドウの右上にあるオプションボタン [⁝] をクリックして、[セクションの実行] を選択します。
タスクをクリックしてから、Ctrl+Enter を押します。
[自動実行] チェックボックス (タスクウィンドウの右上にあるオプションボタンの横) をオンにすることによって、変更後に自動実行するようにタスクを設定します。タスクの処理に時間がかかる場合は、この設定を選択しないでください。
タスクの左側にある縞模様のバーをクリックすることによって、タスクを含むセクションを実行します。
[ライブエディター] タブで [実行] ボタンをクリックするか、F5 を押すことによって、ライブスクリプト全体を実行します。