MATLAB的fmincon函数的开源替代方案？

Question

有没有一个开源的替代MATLAB的fmincon函数来解决有约束的线性优化问题？我正在重写一个MATLAB程序，以使用Python / NumPy / SciPy，这是我还没有找到与之等效的唯一函数。基于NumPy的解决方案将是理想的，但任何语言都可以。

Answer 1

你的问题是凸的吗？线性？非线性？我同意SciPy.optimize可能会做这项工作，但fmincon是一种解决优化问题的火箭筒，如果你能将它限制在以下类别中的一种(增加难度以有效地解决)，你会过得更好。

凸二次规划(QP)凸二次约束二次规划(QCQP)凸二阶锥程序(SOCP)

• Semidefinite

• Problem

• Non-Convex
• <

>F215>

还有一些组合问题，如混合整数线性规划(MILP)，但您没有提到任何类型的完整性约束，足以说它们属于不同的问题类别。

如果您的问题是凸的，CVXOpt包将对您非常有用。

如果你的问题不是凸的，你需要在寻找局部解或全局解之间做出选择。许多凸求解器“某种程度上”在非凸域中工作。要找到全局解的良好近似值，需要某种形式的模拟退火或遗传算法。找到全局解将需要所有局部解的枚举或组合策略，如分支和界限。

Answer 2

Python优化软件：

• OpenOpt http://openopt.org (如您所愿，它是基于numpy的，由numpy自动区分

Answer 3

开放源码的Python包SciPy有相当多的优化例程，包括一些针对带约束的多变量问题的优化例程(我相信fmincon就是这样的)。安装SciPy后，在Python命令提示符下键入以下内容

帮助(scipy.optimize)

由此产生的文档是广泛的，并包括以下内容，我相信这些内容可能对您有所帮助。

   Constrained Optimizers (multivariate)

   fmin_l_bfgs_b -- Zhu, Byrd, and Nocedal's L-BFGS-B constrained optimizer
                      (if you use this please quote their papers -- see help)

   fmin_tnc      -- Truncated Newton Code originally written by Stephen Nash and
                      adapted to C by Jean-Sebastien Roy.

   fmin_cobyla   -- Constrained Optimization BY Linear Approximation