使用 Matlab GA 优化带约束的昂贵适应度函数

Question

我正在使用 Matlab 中的遗传算法 来优化 计算成本高且也有约束的适应度函数。我现在以 penalty 的形式对目标函数施加约束，因为 约束违反只能在函数评估结束时计算。我想使用 nonlcon 来满足约束。

但我的问题是适应度函数评估是昂贵，我不能再做一次检查约束违规。我见过一些嵌套函数公式，其中使用输出函数我可以累积每一代的所有单个变量值。

根据我的想法，是否有可能有一种矩阵，我可以在其中存储所有单个值在一代开始时更新该矩阵，同时我的适应度评估和调用 nonlcon 进行约束评估，然后查找更新后的矩阵是否违反约束。在我尝试实现这一点时，我有一些疑问。

1) 我记得在某个论坛上读到，遗传算法的 outputfcn 可以在一代的开始或结束调用。默认情况下，它位于末尾。如果它在最后调用，我将无法执行我的方法。可悲的是，我无法找到如何在一代的开始而不是结束时调用 outputfcn。

2) 由于我的适应度函数计算量很大，因此我使用并行评估。那么在Matlab中使用并行选项是否可以实现上述想法，否则会产生一些困难？

Answer 1

您还在寻找答案吗？我遇到了类似的问题并解决了here。我在 ga 中使用了两个匿名函数 fitnessFunction 和 nonlconFunction，它们都指向我的 switchOutput 函数。他们只是传递一个额外的标志来请求输出。在switchOutput 中，对具有特定输入集的第一次调用进行昂贵的计算并存储结果。如果有另一个具有相同输入集的调用，则返回存储的结果。

使用此设置，您调用适应度函数和约束函数的顺序无关紧要。对于具有新输入集的第一次调用，将计算结果，对于具有相同输入的任何后续调用，将返回保存的结果！