智能计算读书报告(二) 智能优化算法 姓名:XX 学号:XXXX 班级:XXXX 联系方式:XXXXXX 一、引言 智能优化算法又称为现代启发式算法,是一种具有全局优化性能、通用性强、且适用于并行处理的算法。这种算法一般具有严密的理论依据,而不是单纯凭借专家的经验,理论上可以在一定时间内找到最优解或者近似最优解。所以,智能优化算法是一数学为基础的,用于求解各种工程问题优化解的应用科学,其应用非常广泛,在系统控制、人工智能、模式识别、生产调度、VLSI 技术和计算机工程等各个方面都可以看到它的踪影。 最优化的核心是模型,最优化方法也是随着模型的变化不断发展起来的,最优化问题就是在约束条件的限制下,利用优化方法达到某个优化目标的最优。线性规划、非线性规划、动态规划等优化模型使最优化方法进入飞速发展的时代。 20 世纪 80 年代以来,涌现出了大量的智能优化算法,这些新颖的智能优化算法被提出来解决一系列的复杂实际应用问题。这些智能优化算法主要包括:遗传算法,粒子群优化算法,和声搜索算法,差分进化算法,人工神经网络、模拟退火算法等等。这些算法独特的优点和机制,引起了国内外学者的广泛重视并掀起了该领域的研究热潮,并且在很多领域得到了成功地应用。 二、模拟退火算法(SA) 1 . 退火和模拟退火 模拟退火算法(Simu lated Annealing,SA)最早的思想是由 N. Metropolis 等人于 1953 年提出。1983 年,S. Kirkpatrick 等成功地将退火思想引入到组合优化领域。它是基于 Monte-Carlo 迭代求解策略的一种随机寻优算法,其出发点是基于物理中固体物质的退火过程与一般组合优化问题之间的相似性。模拟退火算法从某一较高初温出发,伴随温度参数的不断下降,结合概率突跳特性在解空间中随机寻找目标函数的全局最优解,即在局部最优解能概率性地跳出并最终趋于全局最优。模拟退火算法是一种通用的优化算法,理论上算法具有概率的全局优化性能,目前已在工程中得到了广泛应用,诸如 VLSI、生产调度、控制工程、机器学习、神经网络、信号处理等领域。 模拟退火算法是通过赋予搜索过程一种时变且最终趋于零的概率突跳性,从而可有效避免陷入局部极小并最终趋于全局最优的串行结构的优化算法。 模拟退火其实也是一种贪心算法,但是它的搜索过程引入了随机因素。模拟退火算法以一定的概率来接受一个比当前解要差的解,因此有可能会跳出这个局部的最优解,达到全局的最优解。以图2.1 为例,...