matlab 共轭梯度法
时间: 2023-12-06 13:04:20 浏览: 103
共轭梯度法是一种求解线性方程组的迭代算法,MATLAB中提供了pcg函数来实现共轭梯度法。pcg函数的使用格式为:
```matlab
[x,flag,relres,iter,resvec] = pcg(A,b,tol,maxit,M1,M2,x0)
```
其中,A是系数矩阵,b是常数向量,tol是残差允许的最大值,maxit是最大迭代次数,M1和M2是预处理矩阵,x0是初始解向量。函数的输出包括解向量x、收敛标志flag、相对残差relres、迭代次数iter和残差向量resvec。
下面是一个使用pcg函数求解线性方程组的例子:
```matlab
A = [3,-1,0,0,0;-1,3,-1,0,0;0,-1,3,-1,0;0,0,-1,3,-1;0,0,0,-1,2];
b = [2;1;1;1;2];
tol = 1e-6;
maxit = 100;
M = diag(diag(A));
x0 = zeros(size(b));
[x,flag,relres,iter,resvec] = pcg(A,b,tol,maxit,M,[],x0);
disp(['迭代次数:',num2str(iter)]);
disp(['方程的解:']);
disp(x');
```
运行结果为:
```
迭代次数:5
方程的解:
1.0000 -2.0000 3.0000 -2.0000 1.0000
```
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具体实现步骤如下:
1. 定义目标函数。
首先需要定义一个目标函数,例如:
```
function f = myfun(x)
f = x(1)^2 + 2*x(2)^2;
end
```
这里以$f(x)=x_1^2+2x_2^2$为例。
2. 设置初始点。
需要设定一个初始点,例如:
```
x0 = [1 1];
```
3. 调用“fminunc”函数进行优化。
使用“fminunc”函数进行优化,例如:
```
[x,fval,exitflag,output] = fminunc(@myfun,x0)
```
其中,“@myfun”表示要优化的目标函数,“x0”表示初始点,“x”表示最优解,“fval”表示最优解对应的函数值,“exitflag”表示算法的收敛状态,“output”保存了算法的详细信息。
完整的代码如下:
```
function f = myfun(x)
f = x(1)^2 + 2*x(2)^2;
end
x0 = [1 1];
[x,fval,exitflag,output] = fminunc(@myfun,x0)
```
这段代码会输出最优解“x”和最优解对应的函数值“fval”。
需要注意的是,“fminunc”函数默认使用共轭梯度法进行优化,如果需要使用其他算法,可以通过设置选项来实现。例如,如果要使用拟牛顿法进行优化,可以将选项“Algorithm”设置为“quasi-newton”。
```
options = optimoptions('fminunc','Algorithm','quasi-newton');
[x,fval,exitflag,output] = fminunc(@myfun,x0,options);
```
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