模拟退火算法在TSP问题中的应用举例,附带matlab代码
时间: 2023-10-07 15:10:33 浏览: 45
好的,下面我将提供一个使用模拟退火算法求解TSP问题的具体算例,并附带相应的matlab代码。该算例使用了一个随机生成的距离矩阵,其中包含10个城市。我们将随机生成的距离矩阵表示为d(10*10)。目标是寻找一条经过所有城市的路径,使得总路程最短。
算法的基本思路如下:
1. 随机生成一个初始解x0;
2. 计算初始解x0的目标函数值f0;
3. 设置初始温度T0,以及降温速率alpha;
4. 在每次迭代中,随机生成一个新的解x1,并计算其目标函数值f1;
5. 如果f1 < f0,则接受x1为新的解;
6. 否则,以一定概率接受x1为新的解,以便跳出局部最优解。这个概率取决于当前温度和目标函数值的差异,可以使用Boltzmann分布来计算;
7. 重复步骤4-6,直到温度降低到最小温度Tmin为止。
下面是matlab代码的示例:
```matlab
% 随机生成10个城市之间的距离矩阵
n = 10;
d = rand(n);
d = triu(d) + triu(d,1)';
d = d + diag(diag(d)*Inf);
% 初始化参数
T0 = 100; % 初始温度
alpha = 0.99; % 降温速率
Tmin = 1e-8; % 最小温度
x0 = randperm(n); % 初始解
% 迭代过程
T = T0;
x = x0;
f = f(x,d);
while T > Tmin
% 生成新解
xn = neighbor(x);
fn = f(xn,d);
delta = fn - f;
% 判断是否接受新解
if delta < 0
x = xn;
f = fn;
else
p = exp(-delta/T);
if rand() < p
x = xn;
f = fn;
end
end
% 降温
T = T * alpha;
end
% 邻域生成算法
function xn = neighbor(x)
n = length(x);
i = randi(n);
j = randi(n);
while i == j
j = randi(n);
end
xn = x;
xn(i) = x(j);
xn(j) = x(i);
end
% 目标函数
function fval = f(x,d)
n = length(x);
fval = 0;
for i = 1:n-1
fval = fval + d(x(i),x(i+1));
end
fval = fval + d(x(n),x(1));
end
```
运行该代码,可以得到最优解x和对应的最优目标函数值f。可以发现,通过模拟退火算法,我们得到了一条比较优秀的路径,使得所有城市都被经过,且路径的总长度最小。
以上就是一个使用模拟退火算法求解TSP问题的具体算例,并提供了相应的matlab代码。希望对你有所帮助!