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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+ `7 u& [/ L' `: I/ c/ @
5 n0 L& r3 G7 d+ s/ N1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。
# M8 `7 F" q! T" ~2 ]# D8 f* x7 ~# \2模拟退火的基本思想:
3 p% D/ E7 n2 }- `/ }( g6 e+ |0 x(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
; l2 Y7 [" a: d(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:( v4 V3 s* g4 Q: J. A
(3) 产生新解S′
8 [6 n1 c6 B8 ?9 Z) V(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数( z* t/ ]! A% H0 _) A& q) t2 g: k/ Y
(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.7 Q& b+ J6 }. J5 `3 \3 \- ]
(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。$ _! W3 z) P+ o9 `% y% A( t& 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。6 f( B! h |2 u5 u4 l3 o
(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。
. N7 \$ D+ h- m) x$ |( u& g5 G模拟退火算法的步骤
; V, S, U) E6 b- { P
: U* Z* u2 a* l- D9 f- X模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:
2 o( M, O% h0 B9 W( r% k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。# G6 u* r& |! h# V% [3 H7 K
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。: v8 ^9 d- y" r7 d2 Q
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。
; z6 O( w! g5 @; p& V$ {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。
+ H' l2 }; N0 z; 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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