Experiments in engineering are typically conducted in controlled environments where parameters can be set to any desired value. This assumes that the same applies in a real-world setting -- an assumption that is often incorrect as many experiments are influenced by uncontrollable environmental conditions such as temperature, humidity and wind speed. When optimising such experiments, the focus should lie on finding optimal values conditionally on these uncontrollable variables. This article extends Bayesian optimisation to the optimisation of systems in changing environments that include controllable and uncontrollable parameters. The extension fits a global surrogate model over all controllable and environmental variables but optimises only the controllable parameters conditional on measurements of the uncontrollable variables. The method is validated on two synthetic test functions and the effects of the noise level, the number of the environmental parameters, the parameter fluctuation, the variability of the uncontrollable parameters, and the effective domain size are investigated. ENVBO, the proposed algorithm resulting from this investigation, is applied to a wind farm simulator with eight controllable and one environmental parameter. ENVBO finds solutions for the full domain of the environmental variable that outperforms results from optimisation algorithms that only focus on a fixed environmental value in all but one case while using a fraction of their evaluation budget. This makes the proposed approach very sample-efficient and cost-effective. An off-the-shelf open-source version of ENVBO is available via the NUBO Python package.


翻译:工程实验通常在受控环境中进行,此时参数可设定为任意期望值。这假设现实场景同样适用——但该假设常不成立,因为许多实验受温度、湿度、风速等不可控环境条件影响。优化此类实验时,应聚焦于在这些不可控变量条件下寻找最优值。本文将贝叶斯优化扩展至包含可控与不可控参数的变环境系统优化。该扩展通过拟合涵盖所有可控变量与环境变量的全局代理模型,但仅针对不可控变量测量值条件优化可控参数。该方法在两种合成测试函数上验证,并研究了噪声水平、环境参数数量、参数波动、不可控参数变异性及有效域大小的影响。由此提出的ENVBO算法被应用于含8个可控参数与1个环境参数的风电场模拟器。ENVBO为环境变量的全域求解方案,除一种情况外均优于仅聚焦固定环境值的优化算法结果,且仅消耗其部分评估预算。这使得所提方法具有极高的样本效率与成本效益。ENVBO的开源即用版可通过NUBO Python包获取。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
学习自然语言处理路线图
专知会员服务
140+阅读 · 2019年9月24日
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
0+阅读 · 12分钟前
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
灾难性遗忘问题新视角:迁移-干扰平衡
CreateAMind
17+阅读 · 2019年7月6日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员