信赖域算法matlab程序

时间: 2023-10-06 22:08:26 浏览: 43
以下是一份MATLAB实现的信赖域算法程序: ```matlab function [xopt, fopt, iter] = trust_region(f, g, H, x0, delta, tol, itmax) % TRUST_REGION Trust region algorithm for unconstrained optimization % [XOPT, FOPT, ITER] = TRUST_REGION(F, G, H, X0, DELTA, TOL, ITMAX) % finds a local minimizer of the function F using the trust region % method with initial point X0, trust region radius DELTA, and tolerance % TOL. The maximum number of iterations is ITMAX. The gradient of F % is given by G and the Hessian matrix of F is given by H. % % XOPT is the optimal point, FOPT is the optimal function value, and % ITER is the number of iterations until convergence. % Initialization x = x0; fval = f(x); gval = g(x); Hval = H(x); iter = 0; % Main loop while norm(gval) > tol && iter < itmax % Solve trust region subproblem p = trust_region_subproblem(gval, Hval, delta); xnew = x + p; fnew = f(xnew); actual_reduction = fval - fnew; predicted_reduction = -gval' * p - 0.5 * p' * Hval * p; rho = actual_reduction / predicted_reduction; % Update trust region radius if rho < 0.25 delta = 0.25 * delta; elseif rho > 0.75 && norm(p) == delta delta = min(2 * delta, 1e10); end % Update x, fval, gval, Hval if rho > 0 x = xnew; fval = fnew; gval = g(x); Hval = H(x); end iter = iter + 1; end xopt = x; fopt = fval; end function p = trust_region_subproblem(g, H, delta) % TRUST_REGION_SUBPROBLEM Solve the trust region subproblem % P = TRUST_REGION_SUBPROBLEM(G, H, DELTA) solves the trust region % subproblem for a given gradient G, Hessian matrix H, and trust region % radius DELTA. The solution P is the minimizer of the quadratic model % m(p) = g'p + 0.5 * p'Hp subject to ||p|| <= DELTA. % Solve unconstrained subproblem p = -H \ g; % Calculate norm of p pnorm = norm(p); % Check if p satisfies trust region constraint if pnorm <= delta return; end % Solve constrained subproblem p = -((g' * p) / (p' * H * p)) * p + sqrt(delta^2 - pnorm^2) * (p / pnorm); end ``` 在此程序中,我们首先定义了`trust_region`函数,该函数使用信赖域算法来最小化给定的函数。输入参数包括函数本身,函数的梯度和黑塞矩阵,初始点,信赖域半径,收敛容差和最大迭代次数。输出参数是最优点,最优函数值和迭代次数。 该程序的主要部分是`while`循环,该循环持续进行直到梯度的范数小于收敛容差或达到最大迭代次数。在每次迭代中,我们首先解决信赖域子问题,然后根据实际和预测的减少率更新信赖域半径。最后,我们更新$x$,$f$值,梯度和黑塞矩阵,并增加迭代计数器。 信赖域子问题由`trust_region_subproblem`函数解决。该函数首先求解无约束子问题,然后检查$p$是否满足信赖域约束。如果不是,则求解有约束子问题。 此程序仅为信赖域算法的一个基本实现。根据应用程序的具体要求,可能需要进行修改和优化。

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