[代理优化学习笔记]1.基于代理模型的优化概述

1. 什么是代理模型?

简单来说,就是寻找一个 简单的输入输出关系\hat{f}来代替计算复杂费时的黑箱函数f,有点像插值。比如航空航天中的计算流体动力学,计算一次可能需要数个小时,非常不利于后续的优化分析,这个时候就可以寻找一个简单的模型\hat{f}来取代复杂的计算流体动力学分析过程,缩短优化分析时间。

2. 代理优化框架

将代理模型用于优化设计分析有两种常见的方式,第一种是先建立足够高精度的代理模型,然后用代理模型去替代比较费时的黑箱模型(如数值模型分析过程),然后寻找代理模型的最值来得到原始黑箱模型的最优解。很显然,这种方法很大程度上依赖于代理模型的精度,如果精度过低,则优化结果不佳甚至不能得到正确结果;第二种方法是基于历史数据来驱动样本点加入,并逐渐逼近局部或者全局最优解的优化方法,核心在于优化加点准则和子优化。

3. 基于代理模型的优化流程

具体计算流程如下图所示,后续会一一介绍这其中的关键部分。

[代理优化学习笔记]1.基于代理模型的优化概述_第1张图片

参考文献

韩忠华, Kriging模型及代理优化算法研究进展,航空学报,2016.

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