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敏度分析的数值方法比较研究
  • ISSN号:1672-9722
  • 期刊名称:计算机与数字工程
  • 时间:0
  • 页码:1-5
  • 语言:中文
  • 分类:TB1[一般工业技术] TP3[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]桂林电子科技大学机电工程学院,桂林541004, [2]华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074
  • 相关基金:国家863项目(编号:2006AA04ZJ21);国家自然科学基金项目(编号:50775084);广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任课题(编号:0842006-029-Z)资助.
  • 相关项目:多物理系统递阶混合建模及多学科协同优化研究
中文摘要:

为提高优化方法中敏度计算的精度和效率,比较研究了拟梯度、复数步长微分和自动微分三种数值方法原理及实现。采用操作符重载和模板技术实现复数步长微分和自动微分,并将自动微分前向模式和反向模式结合起来计算Hesse矩阵。研究表明:拟梯度能有效地减少函数求值次数,但对高度非线性函数其计算精度较差;复数步长微分方法简单,能得到机器精度的梯度值,但需要处理复数,计算量较大;自动微分在函数求值的同时并行计算高阶精确导数值,计算量适中。

英文摘要:

To enhancing accuracy and efficiency of sensitivity analysis in optimization, three numerical methods: quasi-gradient, complex-step derivative and automatic differentiation, are studied and compared form theory, implementations and applications. An implementation of automatic differentiation using operator overloading and templates is de- scribed in detail, which provides a flexible way to compute hesse matrix by combining forward & reverse methods. The re- suits of numerical examples show that: quasi-gradient has the best efficiency, bht its precision is very poor when used in high nonlinear problems. Complex-step derivative is accurate and easy to implement with high computational expense. Automatic differentiation can get exact high order derivatives simultaneously with function evaluating and with compromise computational expense.

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期刊信息
  • 《计算机与数字工程》
  • 主管单位:中国船舶重工集团公司
  • 主办单位:中船重工集团公司七院第七0九研究所
  • 主编:王小非
  • 地址:武昌74223信箱
  • 邮编:430074
  • 邮箱:jssg@chinajournal.net.cn
  • 电话:027-87534308 87534205
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-9722
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1372/TP
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  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:13630