Как исправить ошибки в реализациях методов градиентного спуска и имитации отжига? Имеются реализации вышеуказанных методов на Matlab: Градиентный спускclc;
iters=1000;% кол-во итераций

xr=0; % нахождение глобального минимума функции
yr=0;
dr=sqrt(xr*xr+yr*yr);
Z=Func(xr,yr);% значение функции в этой точке

k=100; % выбираем начальную точку из диапазона (-k,k)
x0=-k+rand(1,1)*(k-(-k));
y0=k;
x00=x0;
y00=y0;
Z0=Func(x00,y00);

step=1e-4;% шаг
w=1.9;% параметр (1,2]

for i=1:1:iters
Grad_dx= (Func(x0+step,y0)-Func(x0,y0))/step; % определяем для текущей точки значение градиента
Grad_dy=(Func(x0,y0+step)-Func(x0,y0))/step;
Grad_Norm=sqrt(Grad_dx*Grad_dx+Grad_dy*Grad_dy);
if (Grad_Norm< 1e-8)
break;
end
% адаптивный выбор шага d
tempStep1=step;
tempStep2=step/w;
tempStep3=step*w;
% определяем положение следующей точки
x1=x0-tempStep1*Grad_dx/Grad_Norm;
x2=x0-tempStep2*Grad_dx/Grad_Norm;
x3=x0-tempStep3*Grad_dx/Grad_Norm;
y1=y0-tempStep1*Grad_dy/Grad_Norm;
y2=y0-tempStep2*Grad_dy/Grad_Norm;
y3=y0-tempStep3*Grad_dy/Grad_Norm;
Func1=Func(x1,y1);
Func2=Func(x2,y2);
Func3=Func(x3,y3);
F=[Func1;Func2;Func3];
min_Func=min(min(F));
if (min_Func==Func1)
step=tempStep1;
else
if (min_Func==Func2)
step=tempStep2;
else
if (min_Func==Func3)
step=tempStep3;
end
end
end
x0=x0-step*Grad_dx/Grad_Norm;
y0=y0-step*Grad_dy/Grad_Norm;

new_dr=sqrt(x0*x0+y0*y0);
diff=abs(new_dr-dr);
disp(x0);
Q(i)=diff;

end

plot( Q, 'g', 'LineWidth', 1);
xlabel('i') ;
ylabel('\DeltaF') ;
grid onИмитация отжига:clc;

xr=0; % нахождение глобального минимума функции
yr=0;
dr=sqrt(xr*xr+yr*yr);
Z=Func(xr,yr);% значение функции в этой точке

k=100; % выбираем начальную точку из диапазона (-k,k)
x0=-k+rand(1,1)*(k-(-k));
y0 = k;
x00=x0;
y00=y0;
Z0=Func(x00,y00);

T0=100; % задаем начальную температуру системы

for i=1:1:250 % по изменению температуры
T=T0/(1+i); % на каждой итерации понижаем температуру
for j=1:100
dx=-T+rand(1,1)*(T-(-T));% генерация след точки по равномерному распределению
dy=-T+rand(1,1)*(T-(-T));
dE=Func(x0+dx,y0+dy)-Func(x0,y0); % расчет приращения энергии при переходе в новое состояние
h=1/(1+exp(dE/T)); %расчет вероятности перехода
buf=rand(1);
% проверка на переход в новое состояние
% если условие выполняется то точка принимается, если нет то заново
% генерация
if(buf <=h)
x0=x0+dx;
y0=y0+dy;
break;
end
end
new_dr=sqrt(x0*x0+y0*y0);
diff=abs(new_dr-dr);
disp(x0);
Q(i)=diff;
end

p = plot( Q, 'r', 'LineWidth', 1);
xlabel('i') ;
ylabel('\DeltaF') ;
set(p, 'Color', 'g');
axis([0 250 0 100 ]);
grid on
hold on
По словам преподавателя, в методе градиентного спуска используется неточный метод оценки частных производных, а в методе имитации отжига просто ошибка (какая именно - не сказал). Как можно исправить данные ошибки (и как понять, какая ошибка в методе имитации отжига) ?

21 Авг 2019 в 06:04
191 +1
0
Ответы
1

Для исправления ошибок в методе градиентного спуска можно воспользоваться численными методами для вычисления производных точнее, например, центральной разностной схемой. Вместо использования простого приращения шага, можно использовать более точную формулу для вычисления градиента.

Что касается ошибки в методе имитации отжига, то возможно, стоит уделить внимание формуле для расчета вероятности перехода h. Возможно, ее стоит пересмотреть или дополнительно проверить на корректность. Также важно строго следить за использованием случайных чисел и условиями проверки вероятности перехода.

Для обоих методов также важно внимательно отслеживать изменение шага и параметров, так как это существенно влияет на сходимость алгоритма.

20 Апр в 13:24
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Бесплатные доработки
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы
Проверка работы на плагиат
Интересные статьи из справочника
Поможем написать учебную работу
Название заказа не должно быть пустым
Введите email
Доверьте свою работу экспертам
Разместите заказ
Наша система отправит ваш заказ на оценку 83 887 авторам
Первые отклики появятся уже в течение 10 минут
Прямой эфир