src/daComposant/daAlgorithms/AdjointTest.py

   1 #-*-coding:iso-8859-1-*-
   2 #
   3 # Copyright (C) 2008-2017 EDF R&D
   4 #
   5 # This library is free software; you can redistribute it and/or
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   9 #
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  11 # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  16 # License along with this library; if not, write to the Free Software
  17 # Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  18 #
  19 # See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  20 #
  21 # Author: Jean-Philippe Argaud, jean-philippe.argaud@edf.fr, EDF R&D
  22
  23 import logging
  24 from daCore import BasicObjects, PlatformInfo
  25 import numpy
  26 mpr = PlatformInfo.PlatformInfo().MachinePrecision()
  27
  28 # ==============================================================================
  29 class ElementaryAlgorithm(BasicObjects.Algorithm):
  30     def __init__(self):
  31         BasicObjects.Algorithm.__init__(self, "ADJOINTTEST")
  32         self.defineRequiredParameter(
  33             name     = "ResiduFormula",
  34             default  = "ScalarProduct",
  35             typecast = str,
  36             message  = "Formule de résidu utilisée",
  37             listval  = ["ScalarProduct"],
  38             )
  39         self.defineRequiredParameter(
  40             name     = "EpsilonMinimumExponent",
  41             default  = -8,
  42             typecast = int,
  43             message  = "Exposant minimal en puissance de 10 pour le multiplicateur d'incrément",
  44             minval   = -20,
  45             maxval   = 0,
  46             )
  47         self.defineRequiredParameter(
  48             name     = "InitialDirection",
  49             default  = [],
  50             typecast = list,
  51             message  = "Direction initiale de la dérivée directionnelle autour du point nominal",
  52             )
  53         self.defineRequiredParameter(
  54             name     = "AmplitudeOfInitialDirection",
  55             default  = 1.,
  56             typecast = float,
  57             message  = "Amplitude de la direction initiale de la dérivée directionnelle autour du point nominal",
  58             )
  59         self.defineRequiredParameter(
  60             name     = "SetSeed",
  61             typecast = numpy.random.seed,
  62             message  = "Graine fixée pour le générateur aléatoire",
  63             )
  64         self.defineRequiredParameter(
  65             name     = "ResultTitle",
  66             default  = "",
  67             typecast = str,
  68             message  = "Titre du tableau et de la figure",
  69             )
  70         self.defineRequiredParameter(
  71             name     = "StoreSupplementaryCalculations",
  72             default  = [],
  73             typecast = tuple,
  74             message  = "Liste de calculs supplémentaires à stocker et/ou effectuer",
  75             listval  = ["CurrentState", "Residu", "SimulatedObservationAtCurrentState"]
  76             )
  77
  78     def run(self, Xb=None, Y=None, U=None, HO=None, EM=None, CM=None, R=None, B=None, Q=None, Parameters=None):
  79         self._pre_run()
  80         #
  81         self.setParameters(Parameters)
  82         #
  83         Hm = HO["Direct"].appliedTo
  84         Ht = HO["Tangent"].appliedInXTo
  85         Ha = HO["Adjoint"].appliedInXTo
  86         #
  87         # ----------
  88         Perturbations = [ 10**i for i in xrange(self._parameters["EpsilonMinimumExponent"],1) ]
  89         Perturbations.reverse()
  90         #
  91         X       = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Xb )).T
  92         NormeX  = numpy.linalg.norm( X )
  93         if Y is None:
  94             Y = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Hm( X ) )).T
  95         Y = numpy.asmatrix(numpy.ravel( Y )).T
  96         NormeY = numpy.linalg.norm( Y )
  97         if "CurrentState" in self._parameters["StoreSupplementaryCalculations"]:
  98             self.StoredVariables["CurrentState"].store( numpy.ravel(X) )
  99         if "SimulatedObservationAtCurrentState" in self._parameters["StoreSupplementaryCalculations"]:
 100             self.StoredVariables["SimulatedObservationAtCurrentState"].store( numpy.ravel(Y) )
 101         #
 102         if len(self._parameters["InitialDirection"]) == 0:
 103             dX0 = []
 104             for v in X.A1:
 105                 if abs(v) > 1.e-8:
 106                     dX0.append( numpy.random.normal(0.,abs(v)) )
 107                 else:
 108                     dX0.append( numpy.random.normal(0.,X.mean()) )
 109         else:
 110             dX0 = numpy.asmatrix(numpy.ravel( self._parameters["InitialDirection"] ))
 111         #
 112         dX0 = float(self._parameters["AmplitudeOfInitialDirection"]) * numpy.matrix( dX0 ).T
 113         #
 114         # Entete des resultats
 115         # --------------------
 116         __marge =  12*" "
 117         __precision = """
 118             Remarque : les nombres inferieurs a %.0e (environ) representent un zero
 119                        a la precision machine.\n"""%mpr
 120         if self._parameters["ResiduFormula"] == "ScalarProduct":
 121             __entete = "  i   Alpha     ||X||       ||Y||       ||dX||        R(Alpha)  "
 122             __msgdoc = """
 123             On observe le residu qui est la difference de deux produits scalaires :
 124
 125               R(Alpha) = | < TangentF_X(dX) , Y > - < dX , AdjointF_X(Y) > |
 126
 127             qui doit rester constamment egal a zero a la precision du calcul.
 128             On prend dX0 = Normal(0,X) et dX = Alpha*dX0. F est le code de calcul.
 129             Y doit etre dans l'image de F. S'il n'est pas donne, on prend Y = F(X).
 130             """ + __precision
 131         #
 132         if len(self._parameters["ResultTitle"]) > 0:
 133             msgs  = "\n"
 134             msgs += __marge + "====" + "="*len(self._parameters["ResultTitle"]) + "====\n"
 135             msgs += __marge + "    " + self._parameters["ResultTitle"] + "\n"
 136             msgs += __marge + "====" + "="*len(self._parameters["ResultTitle"]) + "====\n"
 137         else:
 138             msgs  = ""
 139         msgs += __msgdoc
 140         #
 141         __nbtirets = len(__entete)
 142         msgs += "\n" + __marge + "-"*__nbtirets
 143         msgs += "\n" + __marge + __entete
 144         msgs += "\n" + __marge + "-"*__nbtirets
 145         #
 146         Normalisation= -1
 147         #
 148         # ----------
 149         for i,amplitude in enumerate(Perturbations):
 150             dX          = amplitude * dX0
 151             NormedX     = numpy.linalg.norm( dX )
 152             #
 153             TangentFXdX = numpy.asmatrix( Ht( (X,dX) ) )
 154             AdjointFXY  = numpy.asmatrix( Ha( (X,Y)  ) )
 155             #
 156             Residu = abs(float(numpy.dot( TangentFXdX.A1 , Y.A1 ) - numpy.dot( dX.A1 , AdjointFXY.A1 )))
 157             #
 158             msg = "  %2i  %5.0e   %9.3e   %9.3e   %9.3e   |  %9.3e"%(i,amplitude,NormeX,NormeY,NormedX,Residu)
 159             msgs += "\n" + __marge + msg
 160             #
 161             self.StoredVariables["Residu"].store( Residu )
 162         #
 163         msgs += "\n" + __marge + "-"*__nbtirets
 164         msgs += "\n"
 165         #
 166         # Sorties eventuelles
 167         # -------------------
 168         print
 169         print "Results of adjoint check by \"%s\" formula:"%self._parameters["ResiduFormula"]
 170         print msgs
 171         #
 172         self._post_run(HO)
 173         return 0
 174
 175 # ==============================================================================
 176 if __name__ == "__main__":
 177     print '\n AUTODIAGNOSTIC \n'