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Problem mit lsqcurvefit:first order optimality less than opt

 

Mattes_01
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     Beitrag Verfasst am: 11.08.2010, 10:55     Titel: Problem mit lsqcurvefit:first order optimality less than opt
  Antworten mit Zitat      
Hallo zusammen!

Ich habe eine Verteilung und würde da gerne eine Kurve drüber legen.
Genauer: Ich habe Produktionsdaten (Produzierte Mengen) und versuche diese mit einer Todzeit und einer Verzögerung dritter Ordnung anzunähern und suche die optimalen Parameter für die Todzeit und die Verzögerungszeit.

Jetzt sagt aber Matlab:
Code:
Optimization terminated: first-order optimality less than options. TolFun, and no negative/zero curvature detected in trust region model


Ich vermute, dass der Gradient zu klein ist damit Matlab optimieren kann.

In den Options habe ich "eps" als toleranz angegeben.

Wenn ich nun verschiedene Startwerte für die beiden Parameter angebe ändert sich die "RERNORM" entscheidend, also der "Fehler" ändert sich in der Größenordnung 10 (ein Startwert 0.00034, ein anderer Startwert 0.00034). Man kann also deutlioch den Unterschied erkenne und es ist bei weiterm nicht in der Nähe von "eps".

Allerdings ist der Fehler der gleiche.

Kann mir jemand sagen was falsch sein könnte?

Falls ihr mein Modell haben möchtet, kann ich das gerne hier posten.

Danke und liebe Grüße
Mattes
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 11.08.2010, 11:23     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Hallo,

da ist vermutlich gar nichts falsch. Optimization terminated ist neutral zu sehen, d.h. weder positiv noch negativ. Aller Wahrscheinlichkeit nach befindet man sich in einem lokalen (!) Minimum in der "Nähe" der Startwerte.
Gib auch mal in Google MATLAB "Optimization terminated" ein, da findest du mehr dazu, wie das zu interpretieren ist.

Die Toleranz bezieht sich auf die Änderung der Zielfunktion, nicht auf deren Wert.

Um zu sehen, wie gut die Optimierungsergebnisse sind, hilft oft auch schon ein Plot.

Zitat:
(ein Startwert 0.00034, ein anderer Startwert 0.00034)

Ich erkenne keinen Unterschied Wink

Grüße,
Harald
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Mattes_01
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     Beitrag Verfasst am: 11.08.2010, 13:06     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Sorry, ich meinte ein Startwert gibt als RESNORM 0.0034, ein anderer 0.00034, also ein Faktor 10.

Von daher könnte man doch eigentlich erwarten, dass der mit der höhren RESNORM zumindest ein bisschen in die Gegend von dem anderen konvertiert (oder zumindest mal woanders hin konvertiert).

Das habe ich gemeint.

Oder ist meine Schrittweite zu klein oder zu groß?
Könnte das ein Problem sein?

Liebe Grüße
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Harald
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     Beitrag Verfasst am: 11.08.2010, 13:12     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Hallo,

das ist die Krux des lokalen Minimums. Wenn ich in einem lokalen Minimum bin, komme ich in der Regel auch nicht mehr heraus.

Kommen denn ähnliche Parameter für die Kurve heraus? Wenn nicht, ist das recht ungewöhnlich, und man müsste sich das konkrete Problem ansehen.

Grüße,
Harald
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Mattes_01
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     Beitrag Verfasst am: 11.08.2010, 13:16     Titel:
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Nein, es ist immer das selbe, die Anfangsparameter werden in keiner Weise vom Startwert verändert.

Kann es u.U. daran liegen, dass ich eigentlich ein lineares Problem mit einem Solver für nichtlineare Probleme zu lösen versuche?

Ich war zu faul mir zu überlegen, wie ich mein Problem in ein lineares Problem übersetze (da es den "curvefit" nur für nichtlineare Probleme gibt Smile )

Ich setze mal den Code rein, den ich geschrieben habe.

Vielen Dank schonmal und Gruß


So hier ist der Code:

Code:

function Finding_Delay_Time


close all

global input_data;
global simin;
global dead_time;
global D;

% Input Data ist ein normierter Vektor, der die Daten der "zu fittenden"
% Kurve enthält.
% Um also das Verhalten von meinem Delay-Glied (Todzeit mit Verzögerung
% dritter Ordnung vergleichen zu können, muss ich mein System mit einem
% Puls der "Fläche 1" anregen, d.h. Pulshöhe = 1/timestep und Breite
% timestep.
input_data = [0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;7.11044043571270e-05;0.000142209881996382;0.000213313481391913;0.000284418422390104;0.000355523363388296;0.000426628304386487;0.000497733245384678;0.000568838186382869;0.000639943127381060;0.000711048068379251;0.000759345764151608;0.000807643459923964;0.000855941155696320;0.000904238851468677;0.000952536547241033;0.00100083424301339;0.00104913193878575;0.00109742963455810;0.00114572733033046;0.00119402502610281;0.00110950808330917;0.00102498711570755;0.000940466148105925;0.000855945180504301;0.000771424212902678;0.000686903245301054;0.000602382277699431;0.000517861310097808;0.000433340342496184;0.000348819374894560;0.000402479456500309;0.000456143562914038;0.000509807669327767;0.000563471775741496;0.000617134540552565;0.000670798646966294;0.000724462753380023;0.000778126859793753;0.000831790966207482;0.000885455072621211;0.000889482563807561;0.000893507371788591;0.000897532179769621;0.00090 1556987750651;0.000905581795731680;0.000909606603712710;0.000913631411693740;0.000917656219674769;0.000921681027655799;0.000925705835636829;0.000947170136599660;0.000968635779165152;0.000990101421730643;0.00101156706429614;0.00103303270686163;0.00105449834942712;0.00107596533359527;0.00109743097616076;0.00111889661872625;0.00114036226129175;0.00110950540010385;0.00107864853891596;0.00104779167772806;0.00101693481654017;0.000986077955352274;0.000955221094164380;0.000924364232976485;0.000893507371788591;0.000862650510600697;0.000831794991015463;0.000885459097429192;0.000939123203842921;0.000992787310256650;0.00104645141667038;0.00110011686468677;0.00115378097110050;0.00120744507751423;0.00126110918392796;0.00131477329034169;0.00136844812957670;0.00149858358762999;0.00162871904568328;0.00175885450373658;0.00188898996178987;0.00201912541984316;0.00214926087789646;0.00227939633594975;0.00240953179400304;0.00253966725205634;0.00266981612613623;0.0029797263406 7552;0.00328963655521481;0.00359954676975409;0.00390947040031998;0.00421938061485927;0.00452929082939855;0.00483920104393784;0.00514911125847713;0.00545902147301641;0.00576887802344929;0.00562800974411325;0.00548714146477721;0.00534625976941456;0.00520539149007853;0.00506452321074249;0.00492365493140645;0.00478278665207041;0.00464191837273437;0.00450105009339833;0.00436020864611550;0.00432801018226726;0.00429581171841902;0.00426361325457079;0.00423141479072255;0.00419921632687431;0.00416701786302607;0.00413481939917783;0.00410260751930299;0.00407042247148136;0.00403821059160652;0.00397515526657039;0.00391209994153426;0.00384904461649812;0.00378598929146199;0.00372293396642586;0.00365987864138973;0.00359682331635360;0.00353376799131746;0.00347071266628133;0.00340764392521860;0.00332043975229629;0.00323323557937398;0.00314603140645167;0.00305882723352936;0.00297162306060705;0.00288441888768474;0.00279721471476243;0.00271001054184012;0.00262280636891781;0. 00253569610818172;0.00274901093117630;0.00296232575417087;0.00317564057716544;0.00338895540016002;0.00360227022315459;0.00381558504614916;0.00402889986914374;0.00424221469213831;0.00445552951513288;0.00466875042594123;0.00459630388228270;0.00452385733862416;0.00445141079496563;0.00437896425130710;0.00430651770764856;0.00423407116399003;0.00416162462033149;0.00408917807667296;0.00401673153301442;0.00394439231756872;0.00416709835918569;0.00438980440080267;0.00461251044241964;0.00483521648403662;0.00505792252565360;0.00528062856727057;0.00550333460888755;0.00572605406653113;0.00594876010814811;0.00617117099717981;0.00567209480753212;0.00517301861788444;0.00467394242823676;0.00417486623858908;0.00367577663291479;0.00317670044326711;0.00267762425361943;0.00217854806397175;0.00167947187432407;0.00752629701233930;0.00731566539466541;0.00710503377699152;0.00689440215931764;0.00668377054164375;0.00647313892396986;0.00626250730629597;0.00605187568862209;0.0058412 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0;0.000196771520589881;0.000195876671615432;0.000194983164243644;0.000194088315269195;0.000193193466294746;0.000192299958922957;0.000191405109948508;0.000190510260974059;0.000189616753602271;0.000188721904627822;0.000187827055653373;0.000186933548281584;0.000186038699307135;0.000185143850332686;0.000184250342960898;0.000183355493986449;0.000182460645012000;0.000181567137640211;0.000180672288665762;0.000179777439691314;0.000178883932319525;0.000177989083345076;0.000177094234370627;0.000176200726998838;0.000175305878024390;0.000174411029049941;];
%--------------
final_time = 62;
time_step = 0.1;
dead_time_start = 7; %Startwert für Todzeit
D_start = 16.25; % Startwert für Verzögerung

t=0:0.1:final_time;
t=t';
input_pulse=sum(input_data)/time_step;
simin=[t zeros(length(t),1)];
simin(2,2)=input_pulse; %Ich will ja nur einen Puls am Anfang haben
parameter_start=[dead_time_start D_start];
plot(t,simin(:,2))
output_des = input_data; % Das gegebene Signal soll "gefittet" werden.


optimization_options = optimset('LargeScale','On','display','iter',...
    'TolX',eps,'TolFun',eps);

[parameter,RESNORM,RESIDUAL,EXITFLAG,OUTPUT,LAMBDA,JACOBIAN] = lsqcurvefit(@model_to_optimize,parameter_start,...
    simin, output_des,[], [],optimization_options);


    function F = model_to_optimize(parameter,simin)
        dead_time=parameter_start(1);
        D=parameter_start(2);
        s=tf('s');
        G_dead = exp(-dead_time*s);
        G_PT1 = (3)/(D*s+3);
        G_total = G_dead * (G_PT1)^3;
        y_sim=lsim(G_total,simin(:,2),simin(:,1));
        F=y_sim;
       
    end

end




 
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Mattes_01
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     Beitrag Verfasst am: 13.08.2010, 08:49     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Guten Morgen,

hat irgendjemand von euch eine Idee, wieso MATLAB so reagiert bei dem Code?

Würde mich über Antworten freuen.

Liebe Grüße
Mattes
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