自适应模拟退火python

时间: 2024-10-20 22:16:53 浏览: 78

自适应模拟退火(Adaptive Simulated Annealing,ASA)是一种改进版的模拟退火算法,它通常用于解决优化问题。在Python中,你可以使用skopt库中的anneal函数来实现自适应模拟退火。这个库提供了一个高级接口,让你能够快速设置并运行搜索过程。

自适应模拟退火的基本思想是在搜索过程中动态调整温度策略,开始时温度较高,允许更大的随机探索,随着搜索的进行逐渐降低温度,使搜索更倾向于当前最优解。这是一种全局优化方法,适合处理复杂的非线性约束问题。

以下是使用skopt库进行自适应模拟退火的基本步骤:

```python from skopt import gp_minimize import numpy as np

定义目标函数

def my_function(x): # 这里替换为你的实际函数 return x[0]**2 + x[1]**2

设置初始参数范围

x_bounds = [(-5, 5), (-5, 5)]

使用自适应模拟退火

result = gp_minimize(my_function, x_bounds, method="anneal", options={"maxiter": 100})

输出结果

print("Best solution found: ", result.x) print("Function value at best solution: ", result.fun)

相关问题

模拟退火算法初始温度的自适应改进方法举例,含公式和python代码

下面给出一种基于 Python 的模拟退火算法初始温度自适应改进方法的实现,包含相关公式的代码实现。

假设我们要优化一个目标函数 $f(x)$,其中 $x$ 是一个向量。初始温度为 $T_0$,每个温度下进行 $N$ 次迭代,迭代次数为 $M$。代码实现如下:

import numpy as np

def objective_function(x):
    # 定义目标函数
    return np.sum(x ** 2)

def acceptance_probability(delta, temperature):
    # 计算接受概率
    return np.exp(-delta / temperature)

def simulated_annealing(x0, T0, N, M, alpha):
    # 模拟退火算法
    x = x0.copy()
    T = T0
    for i in range(N):
        for j in range(M):
            # 生成新解
            x_new = x + np.random.normal(0, 1, x.shape)
            # 计算新解的目标函数值
            delta = objective_function(x_new) - objective_function(x)
            # 判断是否接受新解
            if delta < 0 or np.random.rand() < acceptance_probability(delta, T):
                x = x_new
        # 计算该温度下的能量值均值和标准差
        energy = np.zeros(M)
        for j in range(M):
            energy[j] = objective_function(x + np.random.normal(0, 1, x.shape))
        mu = np.mean(energy)
        sigma = np.std(energy)
        # 计算该温度下能量值小于均值的比例
        p = np.sum(energy <= mu) / M
        # 根据历史信息计算可信的初始温度
        T = p * T + alpha * sigma
    return x

在上面的代码中,objective_function 函数定义了要优化的目标函数,acceptance_probability 函数计算了接受新解的概率,simulated_annealing 函数实现了模拟退火算法的迭代过程。其中,x0 是初始解向量,T0 是初始温度,NM 分别是温度下的迭代次数和总迭代次数,alpha 是控制初始温度大小的可调参数。

这个实现方法基于温度下能量值的均值和标准差,来计算可信的初始温度。具体来说,对每个温度,先进行 $M$ 次迭代,记录下每次迭代的能量值,然后计算该温度下的能量值均值和标准差,以及能量值小于均值的比例。根据历史信息计算可信的初始温度,然后继续进行模拟退火算法的迭代。通过这种方法,可以动态地调整初始温度,以达到最优的搜索效果。

模拟退火算法退火过程中的温控函数的改进方法举例,含公式和python代码

模拟退火算法的性能很大程度上取决于温控函数的选择,因此改进温控函数是提高算法性能的重要途径之一。下面介绍一种温控函数的改进方法——自适应模拟退火算法(Adaptive Simulated Annealing,ASA)。

自适应模拟退火算法中的温控函数采用了一个自适应机制,根据当前解的质量动态地调整温度下降率,以达到更好的收敛效果。具体来说,温度下降率会随着搜索的进行而逐渐减小,以保证算法在搜索初期具有较强的随机性,而在搜索后期能够更加精确地收敛到全局最优解。

自适应模拟退火算法的温控函数可以表示为:

$$T(k+1)=\frac{T(k)}{1+b(k)log(1+k)},$$

其中 $T(k)$ 表示第 $k$ 次迭代的温度,$b(k)$ 是一个自适应参数,用于调节温度下降率。$b(k)$ 的计算方式如下:

$$b(k)=\frac{k\Delta}{\sum_{i=0}^{k-1}log(1+i)},$$

其中 $\Delta$ 是一个可调参数,用于控制温度下降的速度。

下面给出 Python 代码实现自适应模拟退火算法的温控函数:

def adaptive_schedule(k, T, delta):
    """
    自适应模拟退火算法的温控函数
    :param k: 当前迭代次数
    :param T: 当前温度
    :param delta: 温度下降速率调节参数
    :return: 新的温度
    """
    b = k * delta / sum([log(1 + i) for i in range(k)])
    return T / (1 + b * log(1 + k))

使用方法:

T = 1000  # 初始温度
delta = 0.01  # 温度下降速率调节参数
for k in range(max_iter):
    T = adaptive_schedule(k, T, delta)
    # 迭代过程中的其他操作

其中 max_iter 是最大迭代次数。

向AI提问 loading 发送消息图标

相关推荐

最新推荐

recommend-type

Python图像识别示例及代码,3不不同级别的代码示例,详细

Python图像识别示例及代码,3不不同级别的代码示例,详细。 1.scikit - image库进行简单的图像边缘检测 2.使用TensorFlow和Keras进行简单的图像分类(以 MNIST 数据集为例) 3.使用YOLOv5进行目标检测
recommend-type

MES机台看板系统:全方位监控,连接多样PLC,个性化功能拓展,实时数据管理与分析,MES机台看板系统 可连接24台机,还可以扩展更多 通过网口直接与PLC直接通讯,包含西门子全系列,倍福PLC,三

MES机台看板系统:全方位监控,连接多样PLC,个性化功能拓展,实时数据管理与分析,MES机台看板系统 可连接24台机,还可以扩展更多。 通过网口直接与PLC直接通讯,包含西门子全系列,倍福PLC,三菱,松下,欧姆龙主流PLC。 可以读写PLC里面BOOL,int,字符串,汉字(源码不包含,可提供)。 MES机台看板,包含每个机台的运行状态,运行时间,异常报警,同时也能机台进出炉数据管理和分析。 同时还可以拓展自己想要的功能,提供 MES机台看板系统,包含通知信息语音播报,异常报警播报,滚动信息提示 ,MES机台看板系统; PLC通讯; 扩展性; 运行状态监控; 数据管理分析; 异常报警播报; 语音播报,MES系统:多功能机台看板,全面监控与数据分析平台
recommend-type

git-bzr-1.8.3.1-25.el7-9.x64-86.rpm.tar.gz

1、文件内容:git-bzr-1.8.3.1-25.el7_9.rpm以及相关依赖 2、文件形式:tar.gz压缩包 3、安装指令: #Step1、解压 tar -zxvf /mnt/data/output/git-bzr-1.8.3.1-25.el7_9.tar.gz #Step2、进入解压后的目录,执行安装 sudo rpm -ivh *.rpm 4、安装指导:私信博主,全程指导安装
recommend-type

客户关系管理系统(代码+数据库+LW)

摘  要 现代经济快节奏发展以及不断完善升级的信息化技术,让传统数据信息的管理升级为软件存储,归纳,集中处理数据信息的管理方式。本客户关系管理系统就是在这样的大环境下诞生,其可以帮助管理者在短时间内处理完毕庞大的数据信息,使用这种软件工具可以帮助管理人员提高事务处理效率,达到事半功倍的效果。此客户关系管理系统利用当下成熟完善的SSM框架,使用跨平台的可开发大型商业网站的Java语言,以及最受欢迎的RDBMS应用软件之一的Mysql数据库进行程序开发。实现了用户在线选择试题并完成答题,在线查看考核分数。管理员管理字典管理、沟通记录管理、客户管理、客户积分管理、客户线索管理、员工管理、管理员管理等功能。客户关系管理系统的开发根据操作人员需要设计的界面简洁美观,在功能模块布局上跟同类型网站保持一致,程序在实现基本要求功能时,也为数据信息面临的安全问题提供了一些实用的解决方案。可以说该程序在帮助管理者高效率地处理工作事务的同时,也实现了数据信息的整体化,规范化与自动化。 关键词:客户关系管理系统;SSM框架;Mysql;自动化
recommend-type

全桥变换器实现零电压开关和零电流开关(ZVS和ZCS)技术-优秀波形与详细仿真对应说明,全桥变器,可以实现零电压开关和零电流开关ZVS和ZCS 波形好,和仿真详细对应说明 ,核心关键词:全桥变换

全桥变换器实现零电压开关和零电流开关(ZVS和ZCS)技术——优秀波形与详细仿真对应说明,全桥变器,可以实现零电压开关和零电流开关ZVS和ZCS。 波形好,和仿真详细对应说明。 ,核心关键词:全桥变换器; 零电压开关(ZVS); 零电流开关(ZCS); 波形; 仿真详细。,全桥变换器:实现零电压与零电流开关ZVS&ZCS,仿真与波形解析
recommend-type

Fortify代码扫描工具完整用户指南与安装手册

Fortify是惠普公司推出的一套应用安全测试工具,广泛应用于软件开发生命周期中,以确保软件的安全性。从给定的文件信息中,我们可以了解到相关的文档涉及Fortify的不同模块和版本5.2的使用说明。下面将对这些文档中包含的知识点进行详细说明: 1. Fortify Audit Workbench User Guide(审计工作台用户指南) 这份用户指南将会对Fortify Audit Workbench模块提供详细介绍,这是Fortify产品中用于分析静态扫描结果的界面。文档可能会包括如何使用工作台进行项目创建、任务管理、报告生成以及结果解读等方面的知识。同时,用户指南也可能会解释如何使用Fortify提供的工具来识别和管理安全风险,包括软件中可能存在的各种漏洞类型。 2. Fortify SCA Installation Guide(软件组合分析安装指南) 软件组合分析(SCA)模块是Fortify用以识别和管理开源组件安全风险的工具。安装指南将涉及详细的安装步骤、系统要求、配置以及故障排除等内容。它可能会强调对于不同操作系统和应用程序的支持情况,以及在安装过程中可能遇到的常见问题和解决方案。 3. Fortify SCA System Requirements(软件组合分析系统需求) 该文档聚焦于列出运行Fortify SCA所需的硬件和软件最低配置要求。这包括CPU、内存、硬盘空间以及操作系统等参数。了解这些需求对于确保Fortify SCA能够正常运行以及在不同的部署环境中都能提供稳定的性能至关重要。 4. Fortify SCA User Guide(软件组合分析用户指南) 用户指南将指导用户如何使用SCA模块来扫描应用程序中的开源代码组件,识别已知漏洞和许可证风险。指南中可能含有操作界面的介绍、扫描策略的设置、结果解读方法、漏洞管理流程等关键知识点。 5. Fortify SCA Utilities Guide(软件组合分析工具指南) 此文档可能详细描述了SCA模块的附加功能和辅助工具,包括命令行工具的使用方法、报告的格式化和定制选项,以及与持续集成工具的集成方法等。 6. Fortify Secure Coding Package for Visual Studio User Guide(Visual Studio安全编码包用户指南) Visual Studio安全编码包是Fortify提供给Visual Studio开发者的插件,它能够在编码阶段就帮助开发者发现和修复代码中的安全问题。这份指南将详细说明如何在Visual Studio中集成和使用这个插件,以及如何通过它的各种特性提升代码质量和安全性。 7. IntroToSCAS(软件组合分析入门) 这本入门指南可能为初学者提供一个关于SCA概念的基础理解,包括其重要性、工作原理以及如何应对软件中依赖的开源组件所带来的安全风险。 这些文档涵盖了使用Fortify进行代码安全扫描的多个方面,从安装配置到使用指导,再到深入的漏洞管理。每一个文档都为用户提供了在软件开发生命周期中提高软件安全性所需的关键知识和工具。对于IT专业人士来说,熟悉这些文档的内容将有助于他们更好地在软件开发过程中实施安全措施,以防范潜在的安全威胁。 由于文档内容的丰富性,以上知识点仅是一部分概览。对于每个模块的具体使用方法、最佳实践、案例研究以及高级功能配置等内容,都需要在阅读官方文档后才能全面掌握。IT行业中的安全专家、开发人员、测试工程师等都应根据自己的职责范围来深入学习和应用这些文档中的知识。
recommend-type

【VS2010-MFC实战秘籍】:串口数据波形显示软件入门及优化全解析

# 摘要 本文系统地探讨了基于MFC的串口数据波形显示软件的开发过程,涵盖了从理论基础到实践应用的各个方面。首先介绍了MFC串口通信的理论知识和实际操作,包括串口工作原理、参数配置及使用MFC串口类进行数据收发。随后,文章深入讲解了波形显示软件的界面设计、实现及优化策略,强调了用户
recommend-type

freesurfer完成处理后,如何批量提取每个被试aseg.stats的某个脑区的体积(volume)到一个table中,每个被试的数据是单独的一行

在Freesurfer的处理流程结束后,如果你想要从每个被试的aseg.stats文件中提取特定脑区的体积并整理成表格,你可以按照以下步骤操作: 1. **定位aseg.stats文件**:首先需要找到每个被试的aseg.stats文件,通常它们位于`fsaverage/surf/lh/label`或`rh/label`目录下,对应于左右半球,名称包含被试ID。 2. **解析数据**:打开`aseg.stats`文件,这是一个文本文件,包含了各个脑区域的信息,包括名称(比如`lh.Cuneus.volume`)和值。使用编程语言如Python或Matlab可以方便地读取和解析这个文件。
recommend-type

汽车共享使用说明书的开发与应用

根据提供的文件信息,我们可以提炼出以下知识点: 1. 文件标题为“carshare-manual”,意味着这份文件是一份关于汽车共享服务的手册。汽车共享服务是指通过互联网平台,允许多个用户共享同一辆汽车使用权的模式。这种服务一般包括了车辆的定位、预约、支付等一系列功能,目的是为了减少个人拥有私家车的数量,提倡环保出行,并且能够提高车辆的利用率。 2. 描述中提到的“Descripción 在汽车上使用说明书的共享”,表明该手册是一份共享使用说明,用于指导用户如何使用汽车共享服务。这可能涵盖了如何注册、如何预约车辆、如何解锁和启动车辆、如何支付费用等用户关心的操作流程。 3. 进一步的描述提到了“通用汽车股份公司的股份公司 手册段CarShare 埃斯特上课联合国PROYECTO desarrollado恩11.0.4版本。”,这部分信息说明了这份手册属于通用汽车公司(可能是指通用汽车股份有限公司GM)的CarShare项目。CarShare项目在11.0.4版本中被开发或更新。在IT行业中,版本号通常表示软件的迭代,其中每个数字代表不同的更新或修复的内容。例如,“11.0.4”可能意味着这是11版本的第4次更新。 4. 标签中出现了“TypeScript”,这表明在开发该手册对应的CarShare项目时使用了TypeScript语言。TypeScript是JavaScript的一个超集,它添加了类型系统和一些其他特性,使得开发大型的、可维护的应用程序变得更加容易。TypeScript编译到JavaScript,因此它是JavaScript的一个严格的语法子集。通过使用TypeScript,开发者可以利用面向对象编程的特性,如接口、泛型、类、模块等。 5. 压缩包子文件的文件名称列表中只有一个文件名“carshare-manual-master”,这表明原始的CarShare项目文件可能被压缩打包成了一个压缩文件,并且该压缩文件的名称为“carshare-manual-master”。在IT项目管理中,“master”通常指的是主分支,这个分支通常用于生产环境或是软件的稳定发布版本。这说明“carshare-manual-master”可能是CarShare项目的主分支备份,包含了手册的最新版本。 综合以上信息,我们可以得出以下结论:这份“carshare-manual”是一份由通用汽车公司开发的汽车共享服务使用手册,该服务是CarShare项目的一部分,项目开发使用了TypeScript语言,并且与之相关的一个主分支备份文件被命名为“carshare-manual-master”。用户可以通过这份手册了解如何使用CarShare服务,包括注册、预约、使用和支付等环节,以便更好地享受汽车共享带来的便捷和环保出行理念。
recommend-type

BD3201电路维修全攻略:从入门到高级技巧的必备指南

# 摘要 本文系统地介绍了BD3201电路的维修流程和理论知识,旨在为相关技术人员提供全面的维修指导。首先概述了BD3201电路维修的基本概念,接着深入探讨了电路的基础理论,包括电路工作原理、电路图解读及故障分析基础。第三章详细描述了维修实践操作,涵盖了从准备工作到常见故障诊断与修复,以及性能测试与优化的完整过程。第四章提出了BD3201电路高级维修技巧,强调了微电子组件的焊接拆卸技术及高
手机看
程序员都在用的中文IT技术交流社区

程序员都在用的中文IT技术交流社区

专业的中文 IT 技术社区,与千万技术人共成长

专业的中文 IT 技术社区,与千万技术人共成长

关注【CSDN】视频号,行业资讯、技术分享精彩不断,直播好礼送不停!

关注【CSDN】视频号,行业资讯、技术分享精彩不断,直播好礼送不停!

客服 返回
顶部