matlab代码非精确一维搜索wolfe-powell
时间: 2024-09-11 18:15:28 浏览: 92
非精确一维搜索(也称为线搜索)是优化算法中的一个重要步骤,它用于在给定方向上寻找使得目标函数取得足够好(但不一定是最好)的点。Wolfe-Powell条件是这类搜索中的一种,它结合了目标函数值的下降和梯度(或导数)的变化率,以确保搜索的步骤不仅减少了目标函数值,而且保持了一定的下降速率。
Wolfe-Powell条件通常分为两个部分:
1. 函数值下降条件(Wolfe条件):要求在新的搜索点上,目标函数值低于当前位置,并且下降的幅度有一个下界。形式上可以表示为 f(x + αp) ≤ f(x) + c1α∇f(x)T*p,其中α是步长,p是搜索方向,c1是一个介于0和1之间的常数,f是目标函数。
2. 梯度的弯曲度条件(强Wolfe条件):除了要求函数值下降外,还要求在新搜索点上的梯度方向与搜索方向p的内积不超过原点的一定倍数。形式上可以表示为 |∇f(x + αp)T*p| ≤ c2|∇f(x)T*p|,其中c2是一个介于0和c1之间的常数。
在MATLAB中实现Wolfe-Powell条件的非精确一维搜索算法,通常需要编写一个函数,该函数接受目标函数、初始点、搜索方向、以及Wolfe条件中的参数c1和c2,然后通过迭代搜索步长α,直到满足Wolfe-Powell条件为止。
下面是一个简单的MATLAB代码示例,用于说明如何实现基于Wolfe-Powell条件的非精确一维搜索。请注意,这个示例仅用于说明目的,并没有进行详尽的错误检查和优化。
```matlab
function alpha = wolfe_powell_line_search(f, df, x0, d, options)
% f: 目标函数句柄
% df: 目标函数导数句柄
% x0: 初始点
% d: 搜索方向,通常为负梯度方向
% options: 包含Wolfe条件参数的结构体,例如options.c1和options.c2
% alpha: 返回满足Wolfe-Powell条件的步长
alpha = 1; % 初始步长
phi_alpha = f(x0) + options.c1 * alpha * df(x0)' * d; % Wolfe条件右侧的值
phi_0 = f(x0);
phi_alpha_d = options.c2 * df(x0)' * d; % 强Wolfe条件右侧的值
while f(x0 + alpha * d) > phi_alpha || abs(df(x0 + alpha * d)' * d) > phi_alpha_d
alpha = alpha / 2; % 步长减半
end
end
```
在实际使用中,需要根据具体问题调整这个函数,可能包括设置合适的初始步长、编写更复杂的步长调整逻辑、以及更精细的迭代终止条件。
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