Matlab如何对全局优化算法启动并行计算

在 MATLAB 中，启用并行计算可以显著提高一些优化算法（如遗传算法 ga 和粒子群算法 particleswarm）的速度，特别是在种群或粒子群较大时。要启用并行计算，可以使用 UseParallel 参数。

1. 启用并行计算步骤

Step 1: 检查并启动并行池

首先，确保并行计算工具箱已安装并且能够创建并行池。可以使用以下命令启动并行池：

parpool;

如果并行池尚未启动，MATLAB 会创建一个新的并行池。如果已经有一个池正在运行，此命令会返回现有的池。

Step 2: 设置 UseParallel 选项

在设置优化选项时，通过指定 UseParallel 为 true 来启用并行计算。

遗传算法 (ga):

options = optimoptions('ga', 'UseParallel', true, 'MaxGenerations', 100, 'PopulationSize', 50);

粒子群算法 (particleswarm):

options = optimoptions('particleswarm', 'UseParallel', true, 'SwarmSize', 100, 'MaxIterations', 200);

Step 3: 启动优化

设置完 UseParallel 参数后，你可以直接运行优化算法。例如：

对于遗传算法：

[x, fval] = ga(@myObjectiveFunction, numVars, [], [], [], [], LB, UB, [], options);

对于粒子群算法：

[x, fval] = particleswarm(@myObjectiveFunction, numVars, LB, UB, options);

2. 并行计算相关的注意事项

• 并行池大小: 并行池的大小默认与你的计算机拥有的核心数相同。你可以通过以下命令来限制并行池的大小：

parpool('local', numWorkers); % 例如，parpool('local', 4) 会启动 4 个 worker

• 性能权衡: 并行计算适用于任务较多（种群或粒子较大）或每次迭代耗时较长的情况。如果任务非常简单或种群较小，启用并行计算可能不会带来明显的加速，甚至会有额外开销。

• 并行计算工具箱: 启用并行计算功能需要 MATLAB 的并行计算工具箱（Parallel Computing Toolbox）。如果没有安装该工具箱，将无法使用 UseParallel 选项。

• 查看并行计算状态: 可以使用以下命令查看并行池的状态：

parpool('status')

关闭并行池: 优化完成后，可以通过以下命令关闭并行池，以释放计算资源：

delete(gcp('nocreate'));