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发表于 2014-7-26 14:20
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模拟退火算法的模型 t3 H4 R4 P) N" I: H
$ ~9 c. W D4 v
1模拟退火算法可以分解为解空间、目标函数和初始解三部分。7 @4 ^# V8 }+ D3 V2 W4 b, @. W
2模拟退火的基本思想:
" f7 W* A& @5 K6 ~(1) 初始化:初始温度T(充分大),初始解状态S(是算法迭代的起点),每个T值的迭代次数L
^2 t! I3 v; I8 M(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:
' I9 h* L; m1 s* x(3) 产生新解S′
: y) \. R- S- F( g0 t" e/ n3 Y/ R4 B(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数! g" i" F+ f+ d- J- M
(5) 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解,否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解., l, Q8 ]5 v1 n
(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。) Q0 M: S7 p% J1 c7 s( n
终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。" }! R& O0 l* l$ z2 G
(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。3 a' Q1 @& W5 K' n
模拟退火算法的步骤: K, o1 x L% Z$ v
$ c% I6 a% w) I' E j3 v2 W* I模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:
, |! P3 K% s" \9 T+ {7 @0 D第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解;为便于后续的计算和接受,减少算法耗时,通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法,如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等,注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构,因而对冷却进度表的选取有一定的影响。; A1 | q( M5 _3 N; q. p& @) J$ J! T
第二步是计算与新解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生,所以目标函数差的计算最好按增量计算。事实表明,对大多数应用而言,这是计算目标函数差的最快方法。6 F: {; R7 L3 K4 S. B
第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则,最常用的接受准则是Metropolis准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S,否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。+ k- u8 Z+ t- ], O% j0 ? F5 D! a
第四步是当新解被确定接受时,用新解代替当前解,这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现,同时修正目标函数值即可。此时,当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时,则在原当前解的基础上继续下一轮试验。* ~: g/ d4 F; _: |2 H
模拟退火算法与初始值无关,算法求得的解与初始解状态S(是算法迭代的起点)无关;模拟退火算法具有渐近收敛性,已在理论上被证明是一种以概率l 收敛于全局最优解的全局优化算法;模拟退火算法具有并行性。 |
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