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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
8 n: w1 w& Y1 b% I
2 n. |0 _& Z8 S: M" ~' |- g+ u$ Q1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。
/ h, z0 L7 a1 D0 I: i2模拟退火的基本思想:7 G7 v0 \+ v- T. P0 R
(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L3 C* r3 |1 ?1 Y2 x; u) f
(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:) ^3 Q; r* g6 f: w5 J
(3) 产生新解S′) ~. l5 q7 |9 k' e6 \
(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数
3 `# r, y7 Q2 ^/ i5 X(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.
2 O0 A1 b* A f, N+ ]; E) w(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。( V( N8 Q: o: {
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。
# M1 j% _$ |9 o0 x* t) `1 R9 w0 A0 ?) V(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。
/ N Q- E+ C" r9 w" h3 _模拟退火算法的步骤% `9 z7 f9 z% {9 G
4 {8 V# F- h9 Z3 K( X
模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:5 H( r5 T1 v$ b
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。
' G$ F! u8 U4 K- v* M: m7 z |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。
' I, ?1 I- |. O7 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。
- l& j8 h( ?) {. ? R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。8 {9 a1 d* G) U; F0 T3 ]3 J
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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