【摘要】:如其中X*的目标函数值f是全区域中所有局部最优解中的最小者,则称X*和f为全域最优解。对于约束最优化问题,情况更为复杂,它不仅与目标函数的性质有关,还与约束条件及其函数性质有关。X*、X*、X*分别是可行域内在某一邻域目标函数值最小的点,都是局部极小点,亦即X*、f,X*、f,X*、f均称为局部最优解。
对无约束最优化问题,当目标函数不是单峰函数时,有多个极值点X*(1),X*(2),…,如图2-3所示。此时,X*(1)和f(X*(1))、X*(2)和f(X*(2))均称为局部最优解。如其中X*(1)的目标函数值f(X*(1))是全区域中所有局部最优解中的最小者,则称X*(1)和f(X*(1))为全域最优解。
对于约束最优化问题,情况更为复杂,它不仅与目标函数的性质有关,还与约束条件及其函数性质有关。如图2-4所示,将目标函数f(X)的等值线绘于图上,由两个不等式约束g1(X)≥0、g2(X)≥0构成两个可行域D1和D2。X*(1)、X*(2)、X*(3)分别是可行域内在某一邻域目标函数值最小的点,都是局部极小点,亦即X*(1)、f(X*(1)),X*(2)、f(X*(2)),X*(3)、f(X*(3))均称为局部最优解。由于f(X*(1))<f(X*(2))<f(X*(3)),可知X*(3)为全域极小点,亦即X*(3)和f(X*(3))为全域最优解。
优化设计总是期望得到全域最优解,但目前的优化方法只能求出局部最优解,并采取对各局部最优解的函数值加以比较,取其中最小的一个作为全域最优解。
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图2-3 无约束优化的全域和局部最优解
图2-4 约束优化的全域和局部最优解
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