Artelys Knitro - Artelys Knitro

Artelys Knitro je komerční softwarový balíček pro řešení nelineárních řešení ve velkém měřítku matematická optimalizace problémy.

KNITRO - (původní název řešitele) zkratka pro „Nonline Jápřední bod Trez Region Óptimization "(dále jen" K "mlčí) - byl spoluvytvořen Richardem Waltzem, Jorge Nocedal, Todd Plantenga a Richard Byrd. Poprvé byl představen v roce 2001 jako derivát akademického výzkumu na Northwestern University (prostřednictvím Ziena Optimization LLC) a od té doby je vývojáři společnosti Artelys neustále vylepšovali.

Problémy s optimalizací musí být prezentovány Knitro v matematické formě a měly by poskytnout způsob výpočtu derivátů funkcí řídké matice (Knitro dokáže vypočítat aproximaci derivátů, ale ve většině případů je poskytnutí přesných derivátů výhodné). Často snazší přístup je vyvinout problém optimalizace v jazyk algebraického modelování. Prostředí modelování počítá deriváty funkcí a Knitro se nazývá „řešitel“ z prostředí.

Problémové třídy vyřešil Artelys Knitro

Knitro se specializuje na nelineární optimalizace ale také řeší celou řadu optimalizačních problémů:

• Obecné nelineární problémy (NLP), včetně nekonvexních
• Systémy nelineárních rovnic
• Lineární problémy (LP)
• Kvadratické problémy (QP / QCQP / SOCP), konvexní i nekonvexní
• Problémy / regrese nejmenších čtverců, lineární i nelineární
• Matematické programy s omezeními komplementarity (MPCC / MPEC)
• Nelineární problémy se smíšeným celým číslem (MIP / MINLP)
• Problémy s optimalizací bez derivací (DFO)

Algoritmy

Artelys Knitro obsahuje širokou škálu optimalizačních algoritmů.

Řešitel nelineárního programování (NLP)

Knitro nabízí čtyři různé optimalizace algoritmy pro řešení optimalizačních problémů.^[1] Dva algoritmy jsou z vnitřní bod typu a dva jsou z aktivní sada typ. O těchto algoritmech je známo, že mají zásadně odlišné charakteristiky; například metody vnitřních bodů sledují cestu vnitřkem proveditelný region zatímco metody aktivní sady mají tendenci zůstat na hranici. Knitro poskytuje oba typy algoritmů pro větší flexibilitu při řešení problémů a umožňuje přechod během procesu řešení z jednoho algoritmu do druhého. Tento kód také poskytuje možnost vícenásobného spuštění pro podporu výpočtu globální minimum.

• Algoritmus interiér / přímý
• Algoritmus přechodu Interiér / Konjugát
• Algoritmus aktivní sady
• Algoritmus sekvenčního kvadratického programování (SQP)

Řešitel nelineárního programování se smíšenými celými čísly (MINLP)

Knitro poskytuje nástroje pro řešení optimalizačních modelů (lineárních i nelineárních) s binárními nebo celočíselnými proměnnými. Kód KIP smíšeného celočíselného programování (MIP) nabízí tři algoritmy pro nelineární programování se smíšeným celým číslem (MINLP):^[2]

• Nelineární větev a hranice
• Algoritmus Quesada Grossmana
• Sekvenční kvadratické programování se smíšenými celými čísly (MISQP)

Funkce

Artelys Knitro podporuje celou řadu programovacích a modelovacích jazyků včetně.^[3]

• Objektově orientovaná rozhraní pro C ++, C #, Java a Python
• Maticově orientovaná rozhraní pro Julii, C, Fortran, MATLAB a R.
• Odkazy na modelovací jazyky: AIMMS, AMPL, GAMS a MPL
• Odkazy na Excel prostřednictvím řešení Frontline Solvers

Artelys Knitro také obsahuje řadu klíčových funkcí:

• Velká sada dobře zdokumentovaných uživatelských možností^[4] a automatický tuner
• (Paralelní) multi-start pro globální optimalizaci
• Aproximace a kontrola derivátů
• Vnitřní předpínač

Reference

• Nocedal, Jorge; Wright, Stephen J. (2006). Numerická optimalizace (2. vyd.). Springer Publishing. ISBN  0-387-30303-0.
• Byrd, Richard H .; Nocedal, Jorge; Valčík, Richard A. (2006). „Knitro: Integrovaný balíček pro nelineární optimalizaci“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) 12. října 2016. Citováno 17. listopadu 2017. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

externí odkazy

• Jorge Nocedal, profil na oddělení EECS v McCormick School of Engineering