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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
2 G' a+ s/ F2 o& ^! D) H& j2 p
L: W! i( T, @$ N5 Y2 h1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。
/ v6 ~0 x6 p7 \2模拟退火的基本思想:, V3 i7 X; [% T- `# Q
(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
8 f5 m. a' n/ m2 J# a4 X8 J/ {# A4 p2 h(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:
3 C. H2 |0 W" a( R(3) 产生新解S′, Z+ F2 N! F# x$ }8 h
(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数6 c- c5 N4 v7 B4 u8 p( } f. k
(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.
o8 f# U o5 j9 I" @; X(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。& m4 d, j3 v0 M ?* c6 G
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。# [; S/ l; ~! W n! `2 i% S- i
(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。
/ _/ M: r' h s5 d! Q. y模拟退火算法的步骤
5 E9 l3 i- k' v( @
* @3 O2 {$ k$ m5 P# L模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:$ b g$ _+ U/ S. H
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。
! P' G$ s2 @, k* n6 ]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。1 V9 I8 ^6 g% b" `; S1 l
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。
6 ~) X8 f- l2 L3 c# @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 B X! N: Z) w/ H0 k: D$ N
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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