Тестовые функции для оптимизации

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

  • Скорость сходимости.
  • Точность.
  • Робастность.
  • Общая производительность.

В статье представлены некоторые тестовые функции с целью дать представление о различных ситуациях, с которыми приходится сталкиваться при преодолении подобных проблем.

В статье представлены общая формула уравнения, участок целевой функции, границы переменных и координаты глобального минимума.

Тестовые функции для одной цели оптимизации править

Название Рисунок Формула Глобальный минимум Метод поиска
Функция Растригина    

 

   
Функция Экли  (англ.)    

 

   
Функция сферы        ,  
Функция Розенброка        ,  
Функция Била    

 

   
Функция Гольдшейна-Прайса    

 

   
Функция Бута        
Функция Букина N 6        ,  
Функция Матьяса        
Функция Леви N 13    

 

   
Функция Химмельблау        
Функция трехгорбого верблюда        
Функция Изома        
Функция "крест на подносе"

(Cross-in-tray function)

       
Функция "подставка для яиц"

(Eggholder function)

       
Табличная функция Хольдера        
Функция МакКормика        ,  
Функция Шаффера N2        
Функция Шаффера N4        
Функция Стыбинского-Танга        ,  ..

Тестовые функции для условной оптимизации править

Название Рисунок Формула Глобальный минимум Метод поиска
функция Розенброка, ограничена кубической и прямой[1]    ,

subjected to:  

   ,  
Функция Розенброка, ограниченная диском[2]    ,

subjected to:  

   ,  
Ограниченная функция Мишры-Бёрда[3][4]    ,

subjected to:  

   ,  
Модифицированная функция Таусенда[5]    ,

subjected to:  where: t = Atan2(x,y)

   ,  
Функция Симионеску[6]    ,

subjected to:    

   

Тестовые функции для многокритериальной оптимизации править

Название / Рисунок Формула Минимум Область поиска
Функция Бина и Корна        ,  
Chakong and Haimes function        
Функция Фонсеки и Флеминга      ,  
Test function 4        
Функция Курсаве      ,  .
Schaffer function N. 1      . Values of   form   to   have been used successfully. Higher values of   increase the difficulty of the problem.
Schaffer function N. 2      .
Объективная функция Полони2    

 

 
Функция Зистера-Дьеба-Тери N. 1      ,  .
Функция Зистера-Дьеба-Тери N. 2      ,  .
Функция Зистера-Дьеба-Териn N. 3      ,  .
Функция Зистера-Дьеба-ТериN. 4      ,  ,  
Функция Зистера-Дьеба-Тери N. 6      ,  .
Функция Виннета      .
Функция Осызки и Кунду    

 
 

   ,  ,  .
CTP1 function (2 variables)        .
Проблема Констр-Экса        ,  

См. также править

Литература править

  • Пантелеев А. В., Метлицкая Д. В., Е.А. Алешина Методы глобальной оптимизации. Метаэвристические стратегии и алгоритмы // М.: Вузовская книга. 2013. 244 с. ISBN 978-5-9502-0743-3
  • Сергиенко А. Б. Тестовые функции для глобальной оптимизации.

Ссылки править

Примечания править

  1. Simionescu, P.A. (September 29 – October 2, 2002). New Concepts in Graphic Visualization of Objective Functions (PDF). ASME 2002 International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. Montreal, Canada. pp. 891—897. Архивировано (PDF) из оригинала 8 января 2017. Дата обращения: 7 января 2017.
  2. Solve a Constrained Nonlinear Problem - MATLAB & Simulink. www.mathworks.com. Дата обращения: 29 августа 2017. Архивировано 29 августа 2017 года.
  3. Bird Problem (Constrained) | Phoenix Integration. wayback.archive.org. Дата обращения: 29 августа 2017. Архивировано из оригинала 29 декабря 2016 года.
  4. Mishra, Sudhanshu. Some new test functions for global optimization and performance of repulsive particle swarm method (англ.) // MPRA Paper : journal. — 2006. Архивировано 4 ноября 2018 года.
  5. Townsend, Alex Constrained optimization in Chebfun. chebfun.org (январь 2014). Дата обращения: 29 августа 2017. Архивировано 29 августа 2017 года.
  6. Simionescu, P.A. Computer Aided Graphing and Simulation Tools for AutoCAD Users (англ.). — 1st. — Boca Raton, FL: CRC Press, 2014. — ISBN 978-1-4822-5290-3.