Доклады : Резонансный характер настройки управляющих параметров оптимизационного алгоритма дифференциальной эволюции

!	Поздравляем хозяина конференций в Дубне Владимира Васильевича Коренькова с 70-летием и желаем ему здоровья и творческих успехов!

Доклады

Курков В.А.¹, Шкирина У.А.², Чесалин Д.Д., Пищальников Р.Ю.

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Россия,

¹119991, г. Москва, ул. Вавилова 38, V.K27@yandex.ru, rpishchal@kapella.gpi.ru

Дифференциальная эволюция - один из наиболее широко применяемых эволюционных

методов оптимизации, эвристическая природа которого позволяет применять его к

широкому кругу задач, не вдаваясь в нюансы и подробности исследуемой модели.

Нами было разработано программное обеспечение, в котором можно использовать в

качестве оптимизируемой функции любую наперед заданную математическую

функцию. Также были разработаны узконаправленные процедуры вычислений

полуклассических квантовых параметров, необходимых для расчёта оптических

свойств органических пигментов и кристаллов [1-3]. В данной работе мы исследовали

сходимость алгоритма на наборе тестовых функций (как для унимодальных, так и для

мультимодальных), которые представляют неразрешимую задачу для классических

способов оптимизации, таких как градиентный спуск или метод наименьших

квадратов. В результате был обнаружен резонансный характер возрастания скорости

сходимости дифференциальной эволюции при варьировании двух основных

параметров алгоритма: F (весовой коэффициент) и Cr (вероятность кроссовера).

Данною особенность алгоритма всегда необходимо иметь в виду, так как

неоптимальный подбор F и Cr может существенно снизить эффективность

оптимизации вплоть до совершенного отсутствия сходимости.

Литература

1. Pishchalnikov, R. Application of the differential evolution for simulation of the linear

optical response of photosynthetic pigments // Journal of Computational Physics том 372,

2018, Стр. 603-615, doi:10.1016/j.jcp.2018.06.040.

2. Pishchalnikov, R.Y.; Yaroshevich, I.A.; Zlenko, D.V.; Tsoraev, G.V.; Osipov, E.M.;

Lazarenko, V.A.; Parshina, E.Y.; Chesalin, D.D.; Sluchanko, N.N.; Maksimov, E.G. The

role of the local environment on the structural heterogeneity of carotenoid β-ionone rings

// Photosynthesis Research, том 156, номер 1, 2022, Стр. 3-17, doi:10.1007/s11120-022-

00955-2.

3. Chesalin, D.D.; Kulikov, E.A.; Yaroshevich, I.A.; Maksimov, E.G.; Selishcheva, A.A.;

Pishchalnikov, R.Y. Differential evolution reveals the effect of polar and nonpolar

solvents on carotenoids: A case study of astaxanthin optical response modeling // Swarm

and Evolutionary Computation, 75, 2022, 101210, doi:10.1016/j.swevo.2022.101210