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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- k: u/ C2 f4 U4 z
. R3 l0 H! \& K+ T# K4 V4 C
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 [. c& h8 P( E% d9 ~1 i% W2模拟退火的基本思想:
0 u. E# [! O, G2 g, S(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L8 G$ \# U) ?6 X& C
(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:
: e" Q% Y/ q8 O! l(3) 产生新解S′ b' f2 `! e+ a: k0 `, [6 p' T5 J
(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数
. F0 @2 y) _& I, z, \' H(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., g! f( `# F- i; `' j+ l% T' {0 O
(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。! W" n# H' z9 P/ Z
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。
. Q- W* b7 ]* q) r" B(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。
+ J: X2 a3 X$ y- X, L模拟退火算法的步骤$ a, n E G4 d9 D; d
5 C7 z3 }, |# j8 J8 ?; N* x* \
模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:4 `3 X. p: S' b j* r$ m
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。" F+ |7 {1 c, z3 k9 S
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。
3 d# ?3 s; ~, _: x7 x) V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。/ ]% |' k0 I5 g7 N
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。4 q& ]1 R1 Q A2 \( k* V
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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