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quadprog 背景下的代码生成

什么是代码生成？

代码生成指使用 MATLAB® Coder™ 将 MATLAB 代码转换为 C/C++ 代码。代码生成需要 MATLAB Coder 许可证。

通常，您使用代码生成在未运行 MATLAB 的硬件上部署代码。

有关示例，请参阅为 quadprog 生成代码。有关其他优化求解器中的代码生成，请参阅为 fmincon 生成代码、Generate Code for lsqcurvefit or lsqnonlin或为 fsolve 生成代码。

代码生成要求

  • quadprog 支持使用 codegen (MATLAB Coder) 函数或 MATLAB Coder 生成代码。您必须拥有 MATLAB Coder 许可证才能生成代码。

  • 目标硬件必须支持标准双精度浮点计算。您不能为单精度或定点计算生成代码。

  • 代码生成目标与 MATLAB 求解器不使用相同的数学核心函数库。因此，代码生成解可能不同于求解器解，尤其是对于病态问题。

  • 在生成代码时，quadprog 不支持 problem 参量。

    [x,fval] = quadprog(problem) % Not supported

  • 所有 quadprog 输入矩阵（如 A、Aeq、lb 和 ub）都必须是满矩阵，而不能是稀疏矩阵。您可以使用 full 函数将稀疏矩阵转换为满矩阵。

  • lb 和 ub 参量的条目数必须与 H 中的列数相同，或必须为空 []。

  • 如果您的目标硬件不支持无限边界，请使用 optim.coder.infbound。

  • 对于涉及嵌入式处理器的高级代码优化，您还需要 Embedded Coder® 许可证。

  • 您必须包括适用于 quadprog 的选项，并使用 optimoptions 指定这些选项。选项中必须包括 Algorithm 并将其设置为 'active-set'。

    options = optimoptions('quadprog','Algorithm','active-set');
[x,fval,exitflag] = quadprog(H,f,A,b,Aeq,beq,lb,ub,x0,options);

  • 代码生成支持以下选项：

    • Algorithm - 必须为 'active-set'

    • ConstraintTolerance

    • MaxIterations

    • ObjectiveLimit

    • OptimalityTolerance

    • StepTolerance

  • 生成的代码只会对选项进行有限的错误检查。更新选项的推荐方法是使用 optimoptions，而不是圆点表示法。

    opts = optimoptions('quadprog','Algorithm','active-set');
opts = optimoptions(opts,'MaxIterations',1e4); % Recommended
opts.MaxIterations = 1e4; % Not recommended

  • 不要从文件中加载选项。否则会导致代码生成失败。请在代码中创建选项。

  • 如果您指定了不受支持的选项，在代码生成过程中通常会忽略该选项。为了获得可靠的结果，请仅指定支持的选项。

生成的代码不是多线程的

默认情况下，在 MATLAB 环境之外使用的生成代码使用非多线程的线性代数库。因此，此类代码的运行速度可能比 MATLAB 环境中的代码慢得多。

如果您的目标硬件有多个核，您可以通过使用自定义的多线程 LAPACK 和 BLAS 库来获得更好的性能。要将这些库合并到您的生成代码中，请参阅Speed Up Linear Algebra in Generated Standalone Code by Using LAPACK Calls (MATLAB Coder)。

另请参阅

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