優(yōu)化算法的matlab實(shí)現(xiàn)技巧(單)

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1、天津財經(jīng)大學(xué)本科畢業(yè)論文中文題目：優(yōu)化算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)技巧英文題目：院系名稱：專業(yè)班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：20XX年x月x日內(nèi)容摘要目錄第1章引言11.1現(xiàn)代優(yōu)化計算方法11.2MATLAB概述11.3旅行商問題2第2章禁忌搜索算法的基本思想22.1相關(guān)概念介紹22.2局部搜索算法32.3禁忌搜索算法3第3章MATLAB實(shí)現(xiàn)TSP問題的實(shí)現(xiàn)技巧43.1重要概念的定義43.2算法中的方法選擇問題93.3MATLAB實(shí)現(xiàn)技巧10第4章結(jié)果分析104.1114.211五、總結(jié)與展望115.1總結(jié)115.2前景展望12第1章引言1.1現(xiàn)代優(yōu)

2、化計算方法現(xiàn)代優(yōu)化計算方法（簡稱優(yōu)化算法）是一門交叉學(xué)科，是以人類等生物的行為方式或物質(zhì)的運(yùn)動形態(tài)為背景，運(yùn)用數(shù)學(xué)抽象方法建立算法模型，再通過計算機(jī)的運(yùn)算來求解組合最優(yōu)化問題。優(yōu)化算法涉及到了人工智能、分子運(yùn)動，遺傳學(xué)、動物學(xué)、神經(jīng)系統(tǒng)和統(tǒng)計力學(xué)等學(xué)科的概念和理論，以模型的抽象為其關(guān)鍵點(diǎn)，以數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)。比較常見的有禁忌搜索、模擬退火、遺傳算法、蟻群優(yōu)化和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法，這些算法主要是解決優(yōu)化問題中的難解問題。自20世紀(jì)80年代以來計算機(jī)的蓬勃發(fā)展，這些算法借助計算機(jī)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。1.2MATLAB概述MATLAB是matr

3、ix和laboratory兩個詞的組合，意為矩陣實(shí)驗室，是由美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制數(shù)據(jù)和函數(shù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等操作，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的問題解決方案，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進(jìn)水平。1.3旅行商問題旅行商問題，即TSP問題（TravellingSalesmanProblem），是數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的著名問題之一。問題概述為：假

4、設(shè)有一個旅行商人要拜訪n個城市，他必須選擇拜訪n個城市所要走的路徑，路徑的限制是每個城市只能拜訪一次，而且最后要回到原來出發(fā)的城市。路徑的選擇目標(biāo)是：所要求得的路徑路程為所有路徑之中的最小值。文章主要是運(yùn)用禁忌搜索算法解決TSP問題，詳細(xì)講解算法的MATLAB實(shí)現(xiàn)技巧，并對算法的優(yōu)化性能進(jìn)行分析。首先介紹了禁忌搜索算法的基本思想，以此可以了解算法自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，然后運(yùn)用禁忌搜索算法解決TSP問題，通過MATLAB實(shí)現(xiàn)，最后對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行分析，擬提出今后研究的方向。第2章禁忌搜索算法的基本思想禁忌搜索算法是優(yōu)化算法中比較常見的算法，本章先介紹

5、禁忌搜索算法的相關(guān)概念，而后將以TSP問題為例介紹局部搜索算法，最后通過局部搜索算法發(fā)展到禁忌搜索算法。2.1相關(guān)概念介紹2.2局部搜索算法2.3禁忌搜索算法概念：禁忌搜索算法（tabusearch）是局部鄰域搜索算法的推廣，是人工智能在組合最優(yōu)化中的一個成功應(yīng)用。Glover在1986年首先提出這個概念。用一個禁忌表記錄已經(jīng)達(dá)到過的局部最優(yōu)，或達(dá)到局部最優(yōu)的一些過程，在后續(xù)搜索中避免或有選擇的搜索這些點(diǎn)或過程。算法體現(xiàn)了集中和擴(kuò)散兩個策略：（1）集中：體現(xiàn)在局部搜索。從一點(diǎn)出發(fā)在這點(diǎn)的鄰域內(nèi)尋找更好的解以達(dá)到局部最優(yōu)。（2）擴(kuò)散：通過對禁忌

6、表中點(diǎn)的禁忌，達(dá)到一些沒有搜索的點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)更大區(qū)域的搜索。第3章MATLAB解決TSP問題的實(shí)現(xiàn)技巧本章我們將以中國31省會城市的TSP問題為例，運(yùn)用禁忌搜索算法解決。選取算法實(shí)現(xiàn)中重要部分的MATLAB代碼進(jìn)行詳細(xì)分析。若需要完整注釋代碼，請參照附錄。3.1重要概念的定義從第2章中我們了解到，禁忌搜索算法中有幾個重要的概念：禁忌表、禁忌表長度、候選解集合、候選集個數(shù)、最好候選解集合、最好候選解個數(shù)以及所求的最優(yōu)解、最優(yōu)值。在后述程序中我們進(jìn)行如下定義：概念命名作用禁忌表TabuList用來記錄該次循環(huán)不能交換的禁忌元素的此時禁忌長度禁忌長

7、度TabuLength用合理的方法確定的不能執(zhí)行交換的長度候選集個數(shù)CandidateNum即全部鄰域解的個數(shù)，預(yù)設(shè)一個充分大的數(shù)候選解集合Candidates用來記錄此時全部候選解的集合最好候選解個數(shù)BestCandidateNum用合理的方法確定一個每次進(jìn)入循環(huán)的候選解個數(shù)最好候選解集合BestCandidate每次循環(huán)從候選解集合中用合理的方法篩選出最有可能成為最優(yōu)解的解集合最優(yōu)解BSF用來記錄當(dāng)前執(zhí)行結(jié)果的最優(yōu)解，即該問題當(dāng)前的最小路徑最優(yōu)值BestL用來記錄當(dāng)前最優(yōu)解對應(yīng)的最優(yōu)值，即該問題當(dāng)前的最小路徑長度3.2算法中的方法選擇問題

8、在用MATLAB解決TSP問題時，還有一些算法中如何選擇和實(shí)現(xiàn)的問題，如下：問題1：選擇什么為禁忌的對象？問題2：禁忌的長度如何選取？問題3：候選集合如何選??？問題