使用 lsqnonlin 绘制所有迭代期间的函数值演变

debugcn 发表于 Dev

嘛

我正在lsqnonlin用作我的优化例程。我需要在每次迭代时绘制成本函数，同时显示所有先前的值。所以我想展示一些东西像这样：

但是，使用lsqnonlin，我只能在当前迭代中绘制成本函数的值。使用这些选项：

options            = optimset('TolFun', 1e-5, 'TolX',1e-5, 'MaxFunEvals', 10000, 'PlotFcns', @optimplotfval,'Display','iter')

有没有办法设置选项，lsqnonlin以便我得到类似于上图所示的内容？

阿特鲁

如果您查看程序optimplotfval.m（在 MATLAB 的终端中输入，edit optimplotfval.m您将看到以下注释：

%   STOP = OPTIMPLOTFVAL(X,OPTIMVALUES,STATE) plots OPTIMVALUES.fval.  If
%   the function value is not scalar, a bar plot of the elements at the
%   current iteration is displayed.  If the OPTIMVALUES.fval field does not
%   exist, the OPTIMVALUES.residual field is used.

因此，例如，fminsearch您将获得目标/成本函数值与迭代次数的图，但在这种情况下，lsqnonlin您似乎在给定迭代中获得残差值的条形图。

解决方法是基于optimplotfval.m. 复制粘贴optimplotfval.m到另一个文件中，例如，my_opt_plot.m然后更改程序初始部分中的剩余选项：

stop = false;
switch state
    case 'iter'
        if isfield(optimValues,'fval')
            if isscalar(optimValues.fval)
                plotscalar(optimValues.iteration,optimValues.fval);
            else
                plotvector(optimValues.iteration,optimValues.fval);
            end 
        else
            % Plot the squared norm of residuals as a function of iteration number instead of bar plot of residual values at current iteration
            fval = norm(optimValues.residual)^2;
            % Call the scalar function instead
            plotscalar(optimValues.iteration,fval);    
end

您可以使用与调用相同的方式调用此新函数optimplotfval.m：

options = optimoptions('lsqnonlin','Display','iter','PlotFcns',@my_opt_plot);
[x,resnorm,residual,exitflag,output] = lsqnonlin(@simple_fun,xc0,[],[],options);

在我的例子中 simple_fun 基于 MATLAB 文档条目中的一个示例lsqnonlin：

function f = simple_fun(xc)
    x = [0.9 1.5 13.8 19.8 24.1 28.2 35.2 60.3 74.6 81.3];
    y = [455.2 428.6 124.1 67.3 43.2 28.1 13.1 -0.4 -1.3 -1.5];

    f = xc(1)*exp(xc(2)*x)-y;   
end

如果将绘制的目标函数值与打印在屏幕上的目标函数值进行比较，它们确实匹配。

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