❶ 誰能給我舉一個模擬退火演算法MATLAB源代碼的簡單例子
clear
clc
a = 0.95
k = [5;10;13;4;3;11;13;10;8;16;7;4];
k = -k; % 模擬退火演算法是求解最小值,故取負數
d = [2;5;18;3;2;5;10;4;11;7;14;6];
restriction = 46;
num = 12;
sol_new = ones(1,num); % 生成初始解
E_current = inf;E_best = inf;
% E_current是當前解對應的目標函數值(即背包中物品總價值);
% E_new是新解的目標函數值;
% E_best是最優解的
sol_current = sol_new; sol_best = sol_new;
t0=97; tf=3; t=t0;
p=1;
while t>=tf
for r=1:100
%產生隨機擾動
tmp=ceil(rand.*num);
sol_new(1,tmp)=~sol_new(1,tmp);
%檢查是否滿足約束
while 1
q=(sol_new*d <= restriction);
if ~q
p=~p; %實現交錯著逆轉頭尾的第一個1
tmp=find(sol_new==1);
if p
sol_new(1,tmp)=0;
else
sol_new(1,tmp(end))=0;
end
else
break
end
end
% 計算背包中的物品價值
E_new=sol_new*k;
if E_new<E_current
E_current=E_new;
sol_current=sol_new;
if E_new<E_best
% 把冷卻過程中最好的解保存下來
E_best=E_new;
sol_best=sol_new;
end
else
if rand<exp(-(E_new-E_current)./t)
E_current=E_new;
sol_current=sol_new;
else
sol_new=sol_current;
end
end
end
t=t.*a;
end
disp('最優解為:')
sol_best
disp('物品總價值等於:')
val=-E_best;
disp(val)
disp('背包中物品重量是:')
disp(sol_best * d)
❷ 求一個模擬退火演算法優化BP神經網路的一個程序(MATLAB)
「模擬退火」演算法是源於對熱力學中退火過程的模擬,在某一給定初溫下,通過緩慢下降溫度參數,使演算法能夠在多項式時間內給出一個近似最優解。退火與冶金學上的『退火』相似,而與冶金學的淬火有很大區別,前者是溫度緩慢下降,後者是溫度迅速下降。
「模擬退火」的原理也和金屬退火的原理近似:我們將熱力學的理論套用到統計學上,將搜尋空間內每一點想像成空氣內的分子;分子的能量,就是它本身的動能;而搜尋空間內的每一點,也像空氣分子一樣帶有「能量」,以表示該點對命題的合適程度。演算法先以搜尋空間內一個任意點作起始:每一步先選擇一個「鄰居」,然後再計算從現有位置到達「鄰居」的概率。
這個演算法已經很多人做過,可以優化BP神經網路初始權值。附件是解決TSP問題的matlab代碼,可供參考。看懂了就可以自己編程與bp代碼結合。
❸ MATLAB模擬退火求解最優化問題時每次的結果都不一樣,如何解決回答後適當加分
模擬退火演算法,蟻群演算法和遺傳演算法都是啟發式隨機搜索演算法,這種演算法理論上式不可能得到最優解的,只能去接近它,由於初始解是隨機的,所以每次運行結果必然是不一樣的。根據你問題的規模運行數十次和數百次,然後求平均值,可以判斷你的演算法優劣。
❹ 模擬退火演算法的模擬退火演算法的原理
模擬退火演算法來源於固體退火原理,將固體加溫至充分高,再讓其徐徐冷卻,加溫時,固體內部粒子隨溫升變為無序狀,內能增大,而徐徐冷卻時粒子漸趨有序,在每個溫度都達到平衡態,最後在常溫時達到基態,內能減為最小。根據Metropolis准則,粒子在溫度T時趨於平衡的概率為e(-ΔE/(kT)),其中E為溫度T時的內能,ΔE為其改變數,k為Boltzmann常數。用固體退火模擬組合優化問題,將內能E模擬為目標函數值f,溫度T演化成控制參數t,即得到解組合優化問題的模擬退火演算法:由初始解i和控制參數初值t開始,對當前解重復「產生新解→計算目標函數差→接受或舍棄」的迭代,並逐步衰減t值,演算法終止時的當前解即為所得近似最優解,這是基於蒙特卡羅迭代求解法的一種啟發式隨機搜索過程。退火過程由冷卻進度表(Cooling Schele)控制,包括控制參數的初值t及其衰減因子Δt、每個t值時的迭代次數L和停止條件S。 1模擬退火演算法可以分解為解空間、目標函數和初始解三部分。
2模擬退火的基本思想:
(1) 初始化:初始溫度T(充分大),初始解狀態S(是演算法迭代的起點),每個T值的迭代次數L
(2) 對k=1,……,L做第(3)至第6步:
(3) 產生新解S′
(4) 計算增量Δt′=C(S′)-C(S),其中C(S)為評價函數
(5) 若Δt′<0則接受S′作為新的當前解,否則以概率exp(-Δt′/T)接受S′作為新的當前解.
(6) 如果滿足終止條件則輸出當前解作為最優解,結束程序。
終止條件通常取為連續若干個新解都沒有被接受時終止演算法。
(7) T逐漸減少,且T->0,然後轉第2步。 模擬退火演算法新解的產生和接受可分為如下四個步驟:
第一步是由一個產生函數從當前解產生一個位於解空間的新解;為便於後續的計算和接受,減少演算法耗時,通常選擇由當前新解經過簡單地變換即可產生新解的方法,如對構成新解的全部或部分元素進行置換、互換等,注意到產生新解的變換方法決定了當前新解的鄰域結構,因而對冷卻進度表的選取有一定的影響。
第二步是計算與新解所對應的目標函數差。因為目標函數差僅由變換部分產生,所以目標函數差的計算最好按增量計算。事實表明,對大多數應用而言,這是計算目標函數差的最快方法。
第三步是判斷新解是否被接受,判斷的依據是一個接受准則,最常用的接受准則是Metropolis准則: 若Δt′<0則接受S′作為新的當前解S,否則以概率exp(-Δt′/T)接受S′作為新的當前解S。
第四步是當新解被確定接受時,用新解代替當前解,這只需將當前解中對應於產生新解時的變換部分予以實現,同時修正目標函數值即可。此時,當前解實現了一次迭代。可在此基礎上開始下一輪試驗。而當新解被判定為舍棄時,則在原當前解的基礎上繼續下一輪試驗。
模擬退火演算法與初始值無關,演算法求得的解與初始解狀態S(是演算法迭代的起點)無關;模擬退火演算法具有漸近收斂性,已在理論上被證明是一種以概率l 收斂於全局最優解的全局優化演算法;模擬退火演算法具有並行性。 s:=s0;e:=E(s)//設定目前狀態為s0,其能量E(s0)k:=0//評估次數kwhilek<kmaxande>emax//若還有時間(評估次數k還不到kmax)且結果還不夠好(能量e不夠低)則:sn:=neighbour(s)//隨機選取一臨近狀態snen:=Esn)//sn的能量為E(sn)ifrandom()<P(e,en,temp(k/kmax))then//決定是否移至臨近狀態sns:=sn;e:=en//移至臨近狀態snk:=k+1//評估完成,次數k加一returns//回轉狀態s