This paper presents an extended computing procedure for the global optimization of the triple response system (TRS) where the response functions are nonconvex (nonconcave) quadratics and the input factors satisfy a radial region of interest. The TRS arising from response surface modeling can be approximated using a nonlinear mathematical program involving one primary (objective) function and two secondary (constraints) functions. An optimization algorithm named triple response surface algorithm (TRSALG) is proposed to determine the global optimum for the nondegenerate TRS. In TRSALG, the Lagrange multipliers of target (secondary) functions are computed by using the Hooke-Jeeves search method, and the Lagrange multiplier of the radial constraint is located by using the trust region (TR) method at the same time. To ensure global optimality that can be attained by TRSALG, included is the means for detecting the degenerate case. In the field of numerical optimization, as the family of TR approach always exhibits excellent mathematical properties during optimization steps, thus the proposed algorithm can guarantee the global optimal solution where the optimality conditions are satisfied for the nondegenerate TRS. The computing procedure is illustrated in terms of examples found in the quality literature where the comparison results with a gradient-based method are used to calibrate TRSALG.
This paper proposes a training algorithm for global optimization of the parameters of radial basis function networks. Since conventional training algorithms usually perform only local optimization, the performance of the network is limited and the final network significantly depends on the initial network parameters. The proposed hybrid simulated annealing algorithm performs global optimization of the network parameters by combining global search capability of simulated annealing and local optimization capability of gradient-based algorithms. Via experiments for function approximation problems, we demonstrate that the proposed algorithm can find networks showing better training and test performance and reduce effects of the initial network parameters on the final results.
This paper analyzes properties of the recently developed nonlinear optimization method, Dynamic Encoding Algorithm for Searches (DEAS) [1]. DEAS locates local minima with binary strings (or binary matrices for multi-dimensional problems) by iterating the two operators; bisectional search (BSS) and unidirectional search (UDS). BSS increases binary strings by one digit (i.e., zero or one), while UDS performs increment or decrement to binary strings with no change of string length. Owing to these search routines, DEAS retains the optimization capability that combines the special features of several conventional optimization methods. In this paper, a special feature of BSS and UDS in DEAS is analyzed. In addition, a effective global search strategy is established by using information of DEAS. Effectiveness of the proposed global search strategy is validated through the well-known benchmark functions.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.27
no.11
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pp.1809-1814
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2003
Differential evolution (DE) algorithm is presented and applied to global optimization in this research. DE suggested initially fur the solution to Chebychev polynomial fitting problem is similar to genetic algorithm(GA) including crossover, mutation and selection process. However, differential evolution algorithm is simpler than GA because it uses a vector concept in populating process. And DE turns out to be converged faster than CA, since it employs the difference information as pseudo-sensitivity In this paper, a trial vector and its control parameters of DE are examined and unconstrained optimization problems of highly nonlinear multimodal functions are demonstrated. To illustrate the efficiency of DE, convergence rates and robustness of global optimization algorithms are compared with those of simple GA.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.38
no.6
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pp.557-563
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2010
This paper addresses the issue of adaptive global optimization using Kriging metamodel known as EGO(Efficient Global Optimization). The algorithm adaptively chooses where to generate subsequent samples based on an explicit trade-off between reduction of global uncertainty and exploration of the region of the interest. A strategy that saves the computational cost by using expectations derived from probabilistic nature of approximate model is proposed. At every iteration, a candidate test point that seems to be feasible/inactive or has little possibility to improve for minimum is identified and excluded from updating approximate models. By doing that the computational cost is saved without loss of accuracy.
This paper proposes a new stochastic optimization algorithm for hidden Markov models (HMMs) used as a recognizer of automatic lipreading. The proposed method combines a global stochastic optimization method, the simulated annealing technique, and the local optimization method, which produces fast convergence and good solution quality. We mathematically show that the proposed algorithm converges to the global optimum. Experimental results show that training HMMs by the method yields better lipreading performance compared to the conventional training methods based on local optimization.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.35
no.3
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pp.212-217
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2007
The Alienor method is a powerful tool for solving global optimization problems. It allows the transformation of a multi-variable problem into a new one that depends on a single variable. Any one-dimensional global optimization method can then be used to solve the transformed problem. Several one-dimensional global optimization methods coupled with the Alienor method have been suggested by mathematicians and it is shown that the suggested methods are successful for test functions. However, there are problems with these methods in engineering practice. In this paper, Lipschitzian optimization without using the Lipschitz constant is coupled with the Alienor method and applied to the test functions. Using test functions, it is shown that the suggested method can be successfully applied to global optimization problems.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.19
no.3
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pp.245-252
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2014
Engineering applications of global optimization techniques are recently abundant in the literature and it may be caused by both new methodologies arising and faster computers coming out. Many of the optimization techniques are based on natural or biological phenomena. This study put focus on enhancing the performace of Cuckoo Search (CS) among them since it has the least number of parameters to tune. The proposed enhancement can be achieved by applying surrogate-based optimization at every cycle of CS, which fortifies the exploitation capability of the original method. The enhanced algorithm has been applied several engineering design problems with constraints. The proposed method shows comparable or superior performance to the original method.
In this paper, a new Pigeon Colony Algorithm (PCA) based on the features of a pigeon colony flying is proposed for solving global numerical optimization problems. The algorithm mainly consists of the take-off process, flying process and homing process, in which the take-off process is employed to homogenize the initial values and look for the direction of the optimal solution; the flying process is designed to search for the local and global optimum and improve the global worst solution; and the homing process aims to avoid having the algorithm fall into a local optimum. The impact of parameters on the PCA solution quality is investigated in detail. There are low-dimensional functions, high-dimensional functions and systems of nonlinear equations that are used to test the global optimization ability of the PCA. Finally, comparative experiments between the PCA, standard genetic algorithm and particle swarm optimization were performed. The results showed that PCA has the best global convergence, smallest cycle indexes, and strongest stability when solving high-dimensional, multi-peak and complicated problems.
This paper is to find optimum design of plane framed structures with discrete variables. Global search algorithms for this problem are Genetic Algorithms(GAs), Simulated Annealing(SA) and Shuffled Complex Evolution(SCE), and hybrid methods (GAs-SA, GAs-SCE). GAs and SA are heuristic search algorithms and effective tools which is finding global solution for discrete optimization. In particular, GAs is known as the search method to find global optimum or near global optimum. In this paper, reinforced concrete plane frames with rectangular section and steel plane frames with W-sections are used for the design of discrete optimization. These structures are designed for stress constraints. The robust and effectiveness of Genetic Algorithms are demonstrated through several examples.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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