matlab实现不同阈值停机准则随机梯度下降法求解希尔伯特矩阵AX=Y并做图
时间: 2024-02-17 10:02:36 浏览: 135
好的,我理解了你的问题。首先,让我们逐步分解一下这个问题。
1. 不同阈值停机准则
对于随机梯度下降法,我们需要设置一个停机准则,即当满足某个条件时停止迭代。在本题中,我们需要实现不同阈值的停机准则,即当损失函数的下降量小于一定的阈值时停止迭代。
2. 随机梯度下降法求解希尔伯特矩阵
希尔伯特矩阵是一种特殊的矩阵,其元素为 $A_{i,j}=\frac{1}{i+j-1}$。我们需要使用随机梯度下降法求解矩阵方程 $AX=Y$,其中 $A$ 是希尔伯特矩阵,$X$ 和 $Y$ 是随机生成的向量。
3. 绘制图像
最后,我们需要将迭代过程中损失函数的下降情况绘制成图像,以便观察算法的收敛情况。
下面是 MATLAB 的实现代码:
```matlab
% 设置参数
n = 10; % 矩阵大小
max_iter = 1000; % 最大迭代次数
thresholds = [1e-2, 1e-3, 1e-4]; % 不同阈值
learning_rate = 0.001; % 学习率
% 生成希尔伯特矩阵和随机向量
A = hilb(n);
X = randn(n, 1);
Y = A * X;
% 初始化变量
iter = 1;
loss_old = inf;
loss_new = norm(A*X-Y)^2;
% 迭代过程
while iter < max_iter && abs(loss_new-loss_old) > thresholds(end)
% 随机选择一个样本
i = randi(n);
xi = A(i, :);
yi = Y(i);
% 计算梯度
gradient = 2 * (xi*X-yi) * xi';
% 更新参数
X = X - learning_rate * gradient;
% 计算损失函数
loss_old = loss_new;
loss_new = norm(A*X-Y)^2;
% 绘制图像
if any(abs(loss_new-loss_old) < thresholds)
plot(iter, loss_new, 'ro');
hold on;
end
iter = iter + 1;
end
% 设置图像参数
title('Convergence of SGD');
xlabel('Iteration');
ylabel('Loss');
% 显示图像
hold off;
```
代码中使用了随机梯度下降法来求解希尔伯特矩阵方程,迭代过程中根据损失函数的下降情况绘制了图像。根据不同的阈值停机准则,我们可以观察算法的收敛情况。
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