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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
, ^0 `# a! b H2 B! P: h
+ ?9 _' f* [: T) w, j& l1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。
9 p$ i+ U5 W' {) P; R. {2模拟退火的基本思想:3 ~, v3 O0 V' ?5 C1 `' T
(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" L) h2 c6 M h7 @) K
(2) 对k=1,……,L做第(3)至第6步:
" Y& d/ I" t& S! q# }5 F% A(3) 产生新解S′
) ]" c0 w5 c+ m; Y- O(4) 计算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)为评价函数
I4 G, }' O: c( Z' K# n0 v) U/ 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.5 M, {: C7 B9 @0 J7 K
(6) 如果满足终止条件则输出当前解作为最优解,结束程序。
& T5 Z u! ]5 c0 c7 ~% \6 h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。; v6 O% |+ ?+ C7 @; b/ {8 Z# }1 p
(7) T逐渐减少,且T->0,然后转第2步。
1 D) w2 N9 M' \模拟退火算法的步骤/ Z( y' y: N- G
3 }4 g. X6 g3 W. J$ B
模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:
4 ?: L& t9 F8 y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。) @3 j) _6 @2 i) Y5 `
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。+ k$ N! U5 y) p6 X
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。; W# U) b& N8 A( }. a! m
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。
: H2 y2 l% }$ y' \% @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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