使用优化探索器

视频演示

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创建问题

要使用优化探索器，您必须已有现成的问题，该问题可以是 OptimizationProblem 对象，也可以是优化求解器的输入，例如 fmincon 或 patternsearch。您可以通过运行优化实时编辑器任务，或在命令行中创建一道题目，将题目导入工作区。在此示例中，请运行以下脚本，将 prob 问题导入到您的工作区中。

x = optimvar("x",LowerBound=-100,UpperBound=99);
y = optimvar("y",LowerBound=-98,UpperBound=102);
rng default % For reproducibility
offset = 30*randn(1,2); % Move optimal solution from [0,0]
f2 = @(x,y)sawtoothxy(x-offset(1),y-offset(2));
f = fcn2optimexpr(f2,x,y);
prob = optimproblem(Objective=f);
x0.x = 0;
x0.y = 0;

function f = sawtoothxy(x,y)
[t,r] = cart2pol(x,y); % Change to polar coordinates
h = cos(2*t - 1/2)/2 + cos(t) + 2;
g = (sin(r) - sin(2*r)/2 + sin(3*r)/3 - sin(4*r)/4 + 4) ...
    .*r.^2./(r+1);
f = g.*h;
end

为确保求解器能够无错误地运行该问题，请在命令行上对该问题运行求解器。

[sol,fval] = solve(prob,x0)

Solving problem using fmincon.

Local minimum found that satisfies the constraints.

Optimization completed because the objective function is non-decreasing in 
feasible directions, to within the value of the optimality tolerance,
and constraints are satisfied to within the value of the constraint tolerance.

sol = struct with fields:
    x: 9.7505
    y: 62.7420

fval = 23.5804

打开优化探索器

点击 App 库中的 App 图标，或在命令行中输入 optimizationExplorer，即可打开该 App。

选择问题和属性

在此示例中，问题是一个 OptimizationProblem 对象。导入问题对象。

选择 prob。

优化探索器显示了问题的特征。

将起点指定为 x0。

点击下一个。如果您知道相关属性，请指明问题涉及的属性。这些属性有助于 App 选择合适的求解器。对于此问题，请为每个属性选择否。

点击下一个。

运行优化探索器

指定以自动模式运行该 App，这意味着该 App 将在您设定的时限内，自动运行所有推荐的求解器、起点和选项。在此示例中，将时间限制设置为 2 分钟。如果您使用的是 Parallel Computing Toolbox™，请选择使用并行，这样 App 就能并行运行，这通常比串行运行更快。与此同时，App 通常会同时运行多个求解器。

点击开始会话。

检查结果

查看 App 中显示的结果。首先，通过点击结果表表中的目标值列标题，按目标函数值的升序对结果表进行排序。

表中的许多行，其目标函数值都接近 0。

您可以应用滤波器，以聚焦于特定的结果。要执行此操作，请点击工具栏中查看结果部分的显示过滤器按钮。结果过滤器面板随即打开，其中显示了可用于过滤绘图和结果表中显示结果的选项。

若要仅查看前 10 条结果，请先点击“结果滤波器”窗格顶部的 重置按钮，以显示所有结果。然后点击位于结果表顶部的显示排行榜。

要查看特定配置的解，请点击该配置在解列中的条目。

您可以查看结果表中当前所选配置的详细信息。点击表右侧的三个垂直点进入配置界面，然后选择显示详细信息。

将打开一个选项卡，显示配置、迭代显示以及求解器停止的原因等详细信息。该选项卡还提供了相关主题的链接，以帮助您解读结果。

点击 重置按钮，即可清除排行榜的过滤条件。

您可以选择在表中显示哪些数据列。

添加或删除表列。

重跑优化

选择一些求解器，以便手动重新运行。您可以重新安排结果表中当前选中的配置。点击表右侧的三个垂直点进入配置界面，然后选择重新调度。

从工具栏的选择求解器部分中选择其他求解器，即可运行它们。该 App 必须处于手动模式，您才能选择求解器。要切换到手动模式，请在选择求解器部分中选择手动。当您选择要运行的求解器时，它们会以选项卡的形式显示在主窗口中。

求解器配置面板显示了相同的计划配置。

选择要运行的求解器配置后，请点击工具栏中的运行。

导出结果

您可以导出整个结果表，或者导出一个用于在表中生成当前所选结果的函数。

导出的表仅包含当前滤波器下的数据，并包含所有可能的列以及附加的结果详细信息。

导出的函数不包含您的优化问题或求解器输入。要使用导出的函数，请将该问题单独保存，或保存求解器的输入数据。

例如，如果您是从一个 OptimizationProblem 对象启动了优化探索器，则导出的函数代码开头如下：

function [solution,objectiveValue] = solveProblem(problem)

此导出函数要求您将原始的 OptimizationProblem 对象作为 problem 的参量传入。

如果您是从求解器输入中启动的优化探索器，则导出的函数代码以以下内容或等效内容开头：

function [solution,objectiveValue] = solveProblem(fun,A,b,Aeq,beq,lb,ub,nonlcon)
% This function accepts the problem inputs imported into the Optimization
% Explorer app and reproduces the selected result.

% Auto-generated by MATLAB on 24-Oct-2025 15:57:35

% Load data
data = load("explorerConfiguration1_1FunctionData1.mat");
x0 = data.x0;

此导出函数要求您提供原始目标函数 fun、线性约束矩阵 A、b、Aeq 和 beq、边界条件 lb 和 ub，以及非线性约束函数 nonlcon。原始起点 x0 已保存在优化探索器的会话数据中，您还需要在文件系统中保留该数据，才能运行导出的函数。