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matlab 梯度法

matlab 梯度法

matlab 梯度法在MATLAB中,可以使用梯度法来最小化或最大化一个函数。

梯度法是一种迭代优化算法,通过迭代调整参数值以逐步逼近目标函数的极小值或极大值。

首先,需要定义一个目标函数。

例如,假设我们要最小化一个函数f(x) = x^2,在MATLAB中可以定义如下:```matlabfunction y = f(x)y = x^2;end```接下来,我们可以使用fminunc函数来实现梯度法。

fminunc函数是MATLAB中用于非线性优化的函数,可以处理带有约束和无约束的问题。

在梯度法中,我们不需要提供目标函数的梯度信息,fminunc会自动计算梯度。

```matlabx0 = 1; % 初始参数值options = optimoptions('fminunc', 'Display', 'iter', 'Algorithm','quasi-newton'); % 配置选项[x, fval] = fminunc(@f, x0, options); % 使用fminunc函数进行优化```在上述代码中,我们使用了optimoptions函数来配置fminunc函数的选项。

其中,'Display', 'iter'选项用于显示每一步的迭代信息,'Algorithm', 'quasi-newton'选项用于指定使用拟牛顿法进行优化。

运行以上代码,MATLAB将输出每一步迭代的信息,并在最后给出最优参数值和最小化的函数值。

需要注意的是,梯度法的性能通常会受到初始参数值的影响。

因此,选择合适的初始参数值可能对优化结果产生重要影响。

matlab梯度算法

matlab梯度算法

matlab梯度算法Matlab梯度算法在数学和计算机科学中,梯度是指一个多元函数在某一点上的变化率或斜率。

梯度算法是一种优化算法,用于找到函数的最小值或最大值。

在Matlab中,有多种方法可以使用梯度算法来优化函数,包括梯度下降和共轭梯度法。

本文将详细介绍Matlab中的梯度算法,并逐步讲解其原理和应用。

I. 梯度下降法梯度下降法是一种基于迭代的优化算法,通过计算函数的梯度来更新参数的值,以逐步接近函数的最小值。

在Matlab中,可以使用"gradientDescent"函数来实现梯度下降法。

1. 实现梯度下降法首先,我们需要定义一个优化目标函数,例如:f(x) = x^2 + 2x + 1。

然后,定义其梯度函数为g(x) = 2x + 2。

接下来,我们可以使用以下代码来计算梯度下降:matlab定义优化目标函数f = (x) x^2 + 2*x + 1;定义梯度函数g = (x) 2*x + 2;初始化参数x0 = 0;设置学习率和迭代次数alpha = 0.01;iterations = 100;梯度下降法for i = 1:iterationsx0 = x0 - alpha * g(x0);end打印最优解disp(['Optimal solution: ', num2str(x0)]);在这个例子中,我们使用了学习率(alpha)为0.01,迭代次数(iterations)为100。

通过不断更新参数x0的值,最终得到了最优解。

2. 梯度下降法的原理梯度下降法的核心思想是利用函数在当前点的梯度信息来更新参数的值,以便能够向着函数的最小值前进。

具体来说,算法的步骤如下:a. 初始化参数的值:选择一个初始参数的值作为起始点。

b. 计算梯度:计算函数在当前点的梯度,即求解函数关于参数的偏导数。

c. 更新参数:根据当前点的梯度和学习率,通过减去梯度的乘积来更新参数的值。

Matlab平面投影

Matlab平面投影

第十一章 用MATLAB 计算多元函数的积分三重积分的计算最终是化成累次积分来完成的,因此只要能正确的得出各累次积分的积分限,便可在MA TLAB 中通过多次使用int 命令来求得计算结果。

但三重积分的积分域Ω是一个三维空间区域,当其形状较复杂时,要确定各累次积分的积分限会遇到一定困难,此时,可以借助MATLAB 的三维绘图命令,先在屏幕上绘出Ω的三维立体图,然后执行命令rotate3d on ↙便可拖动鼠标使Ω的图形在屏幕上作任意的三维旋转,并且可用下述命令将Ω的图形向三个坐标平面进行投影:view(0,0),向XOZ 平面投影;view(90,0),向YOZ 平面投影;view(0,90),向XOY 平面投影.综合运用上述方法,一般应能正确得出各累次积分的积分限。

例11.6.1计算zdv Ω⎰⎰⎰,其中Ω是由圆锥曲面222z x y =+与平面z=1围成的闭区域 解 首先用MA TLAB 来绘制Ω的三维图形,画圆锥曲面的命令可以是:syms x y z ↙z=sqrt(x^2+y^2); ↙ezsurf(z,[-1.5,1.5]) ↙画第二个曲面之前,为保持先画的图形不会被清除,需要执行命令hold on ↙然后用下述命令就可以将平面z=1与圆锥面的图形画在一个图形窗口内:[x1,y1]=meshgrid(-1.5:1/4:1.5); ↙z1=ones(size(x1)); ↙surf(x1,y1,z1) ↙于是得到Ω的三维图形如图:由该图很容易将原三重积分化成累次积分:111zdv dy -Ω=⎰⎰⎰⎰于是可用下述命令求解此三重积分:clear all ↙syms x y z ↙f=z; ↙f1=int(f,z.,sqrt(x^2+ y^2),1); ↙f2=int(f1,x,-sqrt(1- y^2), sqrt(1- y^2)); ↙int(f2,y,-1,1) ↙ans=1/4*pi 计算结果为4π 对于第一类曲线积分和第一类曲面积分,其计算都归结为求解特定形式的定积分和二重积分,因此可完全类似的使用int 命令进行计算,并可用diff 命令求解中间所需的各偏导数。

Matlab中的方向与梯度计算技巧

Matlab中的方向与梯度计算技巧

Matlab中的方向与梯度计算技巧概述Matlab作为一种功能强大的数学软件,提供了丰富的工具和函数来进行图像处理和计算机视觉任务。

其中,计算图像的方向与梯度是图像处理的重要一部分。

本文将介绍一些在Matlab中常用的方向与梯度计算技巧,并探讨其原理和应用。

1. 图像梯度图像的梯度用于表示图像像素在空间上的变化程度。

在Matlab中,可以使用函数gradient或imgradient来计算图像的梯度。

gradient函数可用于计算二维图像的梯度。

它将输入图像视为计算图像函数f(x, y)在x和y方向上的偏导数。

使用方法如下:```matlab[Gx, Gy] = gradient(image);```其中,image为输入的图像,Gx和Gy为计算得到的梯度。

imgradient函数在Matlab R2016a版本引入,与gradient函数类似,不同的是可以指定不同的梯度算子。

使用方法如下:```matlab[Gmag, Gdir] = imgradient(image);```其中,image为输入的图像,Gmag为计算得到的梯度大小,Gdir为计算得到的梯度方向。

2. 方向直方图方向直方图是用于表示图像中不同方向上的梯度分布情况的一种统计方法。

在Matlab中,可以使用函数histcounts来计算方向直方图。

首先,需要计算图像的梯度,可以使用前文介绍的gradient或imgradient函数。

然后,将梯度方向值进行量化,通常将其划分为一定数量的方向区间。

最后,对每个像素的梯度方向进行统计,得到方向直方图。

下面是一个简单的示例:```matlab[Gmag, Gdir] = imgradient(image);numBins = 10; % 将方向划分为10个区间binEdges = linspace(-180, 180, numBins+1); % 计算方向区间边界histogram = histcounts(Gdir(:), binEdges); % 计算方向直方图```在上述示例中,Gdir为梯度方向矩阵,binEdges为方向区间边界数组,histogram为计算得到的方向直方图。

roberts梯度算子的matlab程序

roberts梯度算子的matlab程序

在机器学习和图像处理领域,Roberts梯度算子是一种常用的边缘检测算法。

它可以帮助我们在图像中快速准确地找到边缘位置,对于图像分割和特征提取等任务非常有用。

在本文中,我将重点介绍Roberts梯度算子的matlab程序,以及它在图像处理中的应用。

1. Roberts梯度算子的原理Roberts梯度算子是一种基于差分的边缘检测方法,它利用了图像中像素点的灰度值之间的变化来检测边缘。

具体来说,Roberts算子使用了两个3x3的卷积核:$$\begin{bmatrix}1 & 0 & 0\\0 & -1 & 0\\0 & 0 & 0\end{bmatrix}和\begin{bmatrix}0 & 1 & 0\\-1 & 0 & 0\\0 & 0 & 0\end{bmatrix}$$分别对图像进行卷积运算,然后将它们的平方和再开方得到边缘检测结果。

这种方法可以很好地捕捉到图像灰度值的变化,从而找到图像中的边缘。

2. Roberts梯度算子的matlab程序下面是一个简单的Roberts梯度算子的matlab程序示例:```matlabfunction [edge_image] = roberts_edge_detection(image)[m, n] = size(image);edge_image = zeros(m, n);for i = 1 : m - 1for j = 1 : n - 1% 对图像进行卷积运算edge_image(i, j) = abs(image(i, j) - image(i+1, j+1)) + abs(image(i, j+1) - image(i+1, j));endendend```这段matlab代码实现了对图像的Roberts边缘检测。

首先读入图像,然后对每个像素点进行Roberts算子的卷积运算,最后得到一个边缘图像。

投影梯度计算法

投影梯度计算法

投影梯度计算法投影梯度计算法1. 简介投影梯度计算法是一种优化算法,用于解决凸优化问题。

它通过在每次迭代中计算投影梯度并更新解向量,逐步逼近最优解。

该方法常用于处理约束条件下的优化问题,其优点在于能够在较短时间内找到接近最优解的解向量。

2. 基本原理投影梯度计算法基于梯度信息和投影操作来更新解向量。

在每次迭代中,我们首先计算当前解向量的梯度,然后将其投影到可行解空间,从而获得一个新的解向量。

具体来说,我们假设有一个凸优化问题:minimize f(x)subject to g(x) <= 0其中,f(x)是目标函数,g(x)是约束条件。

在投影梯度计算法中,我们定义梯度向量g(x)为目标函数f(x)的梯度加上约束条件的梯度的线性组合。

我们通过投影操作将解向量更新为一个满足约束条件的新向量。

3. 算法步骤投影梯度计算法的算法步骤如下:1) 初始化解向量x0。

2) 计算当前解向量x的梯度g(x)。

3) 计算新的解向量x' = x - λg(x),其中λ是一个步长参数。

4) 对于新的解向量x',将其投影到可行解空间,得到最终的解向量x。

5) 如果终止条件不满足,则返回步骤2;否则算法结束。

4. 优点和应用投影梯度计算法具有以下优点:- 算法过程简单,易于实现。

- 可以处理约束条件下的优化问题,求解凸优化问题效果良好。

- 通过每次迭代逼近最优解,适用于大规模问题。

投影梯度计算法在许多领域中有广泛的应用,如机器学习、图像处理和操作研究等。

投影梯度计算法可以用于线性规划、支持向量机、稀疏编码和最小二乘问题的求解。

5. 总结投影梯度计算法是一种用于解决凸优化问题的有效算法。

通过在每次迭代中计算投影梯度并更新解向量,该算法能够在较短时间内找到接近最优解的解向量。

投影梯度计算法简单易懂,适用于处理约束条件下的优化问题,并在许多领域中有广泛的应用。

值得一提的是,投影梯度计算法的性能高度依赖于步长参数的选择,因此在实际应用中需要进行合适的调参。

matlab投影函数

matlab投影函数

matlab投影函数MATLAB提供了多种函数用于进行投影操作,其中最常用的是几何投影和正交投影。

几何投影是一种把三维物体映射到二维平面上的方法。

在MATLAB中,几何投影可以使用projeciton函数来实现。

projection函数采用三个输入参数:投影类型、三维点坐标和二维平面法向量。

投影类型可以是'orthographic'(正交投影)和'perspective'(透视投影)。

三维点坐标是一个N某3的矩阵,每一行包含一个三维点的坐标。

二维平面法向量是一个1某3的向量,定义了二维平面的法向量方向。

函数返回一个N某2的矩阵,每一行包含一个对应于三维点的二维投影点的坐标。

正交投影是一种把三维物体映射到一个二维平面上的方法。

在MATLAB中,正交投影可以使用orthographicProjection函数来实现。

orthographicProjection函数接受三个输入参数:三维点坐标、二维平面法向量和平面上的一个点。

三维点坐标是一个N某3的矩阵,每一行包含一个三维点的坐标。

二维平面法向量是一个1某3的向量,定义了二维平面的法向量方向。

平面上的一个点是一个1某3的向量,定义了平面上的一个点。

函数返回一个N某2的矩阵,每一行包含一个对应于三维点的二维投影点的坐标。

透视投影是一种通过仿射变换将三维物体映射到一个二维平面上的方法。

在MATLAB中,透视投影可以使用perspectiveProjection函数来实现。

perspectiveProjection函数接受三个输入参数:三维点坐标、二维平面法向量和摄像机位置。

三维点坐标是一个N某3的矩阵,每一行包含一个三维点的坐标。

二维平面法向量是一个1某3的向量,定义了二维平面的法向量方向。

摄像机位置是一个1某3的向量,定义了摄像机在世界坐标系中的位置。

函数返回一个N某2的矩阵,每一行包含一个对应于三维点的二维投影点的坐标。

基于Matlab智能电网效用比例公平优化研究梁天猛

基于Matlab智能电网效用比例公平优化研究梁天猛

目前, 智能电网需求端提供的是一种基于效用最大化的实
时定价模型,这种模型仅仅为了追求用户效用和最大,并且存在
以下两方面的缺点:首先该模型仅适合于严格凹效用函数用户;
其次用户间的效用会出现不公平的现象。 为了保证所有用户的
效用比例公平,本文采用了效用公平流控制,它不仅仅适合于严
格凹效用函数用户同时适合于非凹效用函数用户。
50 数设定为 1~2.5 之间的随机数。 仿真图如图 1。
基于 Matlab 智能电网效用比例公平优化研究
情况下,结果是此类用户得到零效用,这对于非凹效用函数用户 来说是不公平的, 当非凹效用函数用户采用效用比例公平优化 模型时,此类用户得到了更高的效用。 分析结果表明效用公平优 化模型使得所有用户之间的效用得到公平优化。 3 结束语
xi
k
mi
1
k
Ue (t,wi )
dt+∑i∈Nine
xi
k
mi
1
k
Uine (t,wi )
dt
kk
k
kk
-C (L )-λ (∑ x i∈Ne ∪Nine i -L )
(4)
其对偶问题表示为:
k
min D(λ )
(5)
k
λ >0
将对偶问题的目标函数式(5)进行梯度投 影 法 [7]处 理 后 ,得
*
k
(xi -xi )=∑i∈Ne ∪Nine
xi -xi
*
k
k
U(xi ,wi )
≤0
(3)
因此,在优化解处,实现了所有用户的效用比例公平。
2 对偶-梯度投影算法及仿真分析
式(1)的基于所有用户的总效益最 大 化 问 题 的 拉 格 朗 日 函

梯度下降法matlab代码

梯度下降法matlab代码

梯度下降法matlab代码梯度下降法matlab代码是一种基于梯度下降的机器学习算法,它的核心思想是:在每次迭代中,以当前参数值计算损失函数的梯度,根据梯度更新参数值,使得参数值不断趋向于使损失函数最小值。

它是目前最流行的机器学习优化方法之一,可用于解决回归、分类等问题。

梯度下降法matlab代码的具体实现步骤如下:1.加载数据:首先,根据实际情况,加载所需要的数据集,并将其分割成训练集和测试集。

2.初始化参数:接下来,需要初始化模型参数,可以采用随机初始化法,也可以采用其他方法(如高斯分布)。

3.计算损失函数:接下来,需要计算损失函数,可以采用常见的损失函数,如均方误差(MSE)、交叉熵(CE)等。

4.计算梯度:然后,需要计算损失函数的梯度,以便进行参数更新。

5.更新参数:根据上一步计算的梯度,计算各参数的更新值,并将其应用于模型参数中,以进行参数更新。

6.重复步骤3-5:重复步骤3-5,直到模型收敛或超过预定的迭代次数。

最后,通过上述步骤,即可得到梯度下降法matlab代码的实现步骤,从而解决机器学习中的优化问题。

以下是梯度下降法matlab代码的示例:% 加载数据 load('data.mat'); % 初始化参数w=rand(size(X,2),1); b=rand(); % 设定学习率alpha=0.01; % 设定迭代次数 epochs=1000; % 训练 fori=1:epochs % 计算损失函数 Y_hat=X*w+b; loss=mean((Y-Y_hat).^2); % 计算梯度grad_w=mean(-2*X.*(Y-Y_hat)); grad_b=mean(-2*(Y-Y_hat)); % 更新参数 w=w-alpha*grad_w; b=b-alpha*grad_b; end。

梯度投影法matlab程序可执行

梯度投影法matlab程序可执行

function [x,minf]=minRosen(f,A,b,x0,var,eps) %目标函数:f;%约束矩阵:A;%约束右端力量:b;%初始可行点:x0;%自变量向量:var;%精度:eps;%目标函数取最小值时的自变量值:x;%目标函数的最小值:minf;format long;if nargin == 5eps=;endsyms l;x00=transpose(x0);n=length(var);sz=size(A);m=sz(1);gf=jacobian(f,var);bConti=1;while bContik=0;s=0;A1=A;A2=A;b1=b;b2=b;for i=1:mdfun=A(i,:)*x00-b(i);if abs(dfun)<k=k+1;A1(k,:)=A(i,:);b1(k,1)=b(i);elses=s+1;A2(s,:)=A(i,:);b2(s,1)=b(i);endendif k>0A1=A1(1:k,:);b1=b1(1:k,:);endif s>0A2=A2(1:s,:);b2=b2(1:s,:);endwhile 1P=eye(n,n);if k>0tM=transpose(A1);P=P-tM*inv(A1*tM)*A1;endgv=Funval(gf,var,x0);gv=transpose(gv);d=-P*gv ;if d==0if k==0x=x0;bConti=0;break;elsew=inv(A1*tM)*A1*gv;if w>=0x=x0;bConti=0;break;else[u,index]=min(w);sA1=size(A1);if sA1(1)==1k=0;elsek=sA1(2);A1=[A1(1:(index-1),:);A1((index+1):sA1(2),:)]; %去掉A1对应的行 endendendelsebreak;endendd1=transpose(d);y1=x0+l*d1;tmpf=Funval(f,var,y1);bb=b2-A2*x00;dd=A2*d;if dd>=0[tmpI,lm]=minJT(tmpf,0,;elselm=inf;for i=1:length(dd)if dd(i)<0if bb(i)/dd(i)<lmlm=bb(i)/dd(i);endendendend[xm,minf]=minHJ(tmpf,0,lm,;tol=norm(xm*d);if tol<epsx=x0;break;endx0=x0+xm*d1;%disp('x0');x0endminf=Funval(f,var,x)function fv = Funval(f,varvec,varval) var = findsym(f);varc = findsym(varvec);s1 = length(var);s2 = length(varc);m =floor((s1-1)/3+1);varv = zeros(1,m);if s1 ~= s2for i=0: ((s1-1)/3)k = findstr(varc,var(3*i+1));index = (k-1)/3;varv(i+1) = varval(index+1);% index(i+1);% varv(i+1)=varval(index(i+1));endfv = subs(f,var,varv);elsefv = subs(f,varvec,varval);endfunction [x,minf] = minHJ(f,a,b,eps) format long;if nargin == 3eps = ;endl = a + *(b-a);u = a + *(b-a);k=1;tol = b-a;while tol>eps && k<100000fl = subs(f , findsym(f), l);fu = subs(f , findsym(f), u);if fl > fua = l;l = u;u = a + *(b - a);elseb = u;u = l;l = a + *(b-a);endk = k+1;tol = abs(b - a);endif k == 100000disp('找不到最小值!');x = NaN;minf = NaN;return;endx = (a+b)/2;minf = subs(f, findsym(f),x);format short;function [minx,maxx] = minJT(f,x0,h0,eps)format long;if nargin == 3eps = ;endx1 = x0;k = 0;h = h0;while 1x4 = x1 + h;k = k+1;f4 = subs(f, findsym(f),x4);f1 = subs(f, findsym(f),x1);if f4 < f1x2 = x1;x1 = x4;f2 = f1;f1 = f4;h = 2*h;elseif k==1h = -h;x2 = x4;f2 = f4;elsex3 = x2;x2 = x1;x1 = x4;break;endendendminx = min(x1,x3);maxx = x1+x3 - minx;format short;% syms x1 x2 x3 ;% f=x1^2+x1*x2+2*x2^2+2*x3^2+2*x2*x3+4*x1+6*x2+12*x3;% [x,mf]=minRosen(f,[1 1 1 ;1 1 -2],[6;-2],[1 1 3],[x1 x2 x3])% syms x1 x2;%f=x1^3+x2^2-2*x1-4*x2+6;% [x,mf]=minRosen(f,[2,-1;1,1;-1,0;0,-1],[1;2;0;0],[1 2],[x1 x2])% syms x1 x2 x3;% f=-x1*x2*x3;% [x,mf]=minRosen(f,[-1,-2,-2;1,2,2],[0;72],[10 10 10],[x1 x2 x3])% syms x1 x2;%f=2*x1^2+2*x2^2-2*x1*x2^3-4*x1^7-6*x2;% [x,mf]=minRosen(f,[1 1;1 5;-1 0;0 -1],[2;5;0;0],[-1 -1],[x1 x2])------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------syms x1 x2 x3;% f=2*x1^2+2*x2^2-2*x1*x2^3-4*x1^7-6*x2;% var=[x1,x2];% valst=[-1,-1];% A=[1 1;1 5;-1 0;0 -1];% b=[2 5 0 0]';% f=x1^3+x2^2-2*x1-4*x2+6;% var=[x1,x2];% valst=[0 0];% A=[2,-1;1,1;-1,0;0,-1];% b=[1 2 0 0]';var=[x1,x2,x3];valst=[10,10,10];f=-x1*x2*x3;A=[-1,-2,-2;1,2,2];b=[0 72]';[x,mimfval]=MinRosenGradientProjectionMethod(f,A,b,valst,var)[x2,fval]=fmincon('confun',valst,A,b)function [x,minf]=MinRosenGradientProjectionMethod(f,A,b,x0,var,eps)%f is the objection function;%A is the constraint matrix; 约束矩阵%b is the right-hand-side vector of the constraints;%x0 is the initial feasible point; 初始可行解%var is the vector of independent variable; 自变量向量%eps is the precision; 精度%x is the value of the independent variable when the objective function is minimum; 自变量的值是当目标函数最小%minf is the minimum value of the objective function; 目标函数的最小值format long;if nargin == 5eps=;endsyms l;x00=transpose(x0);n=length(var);sz=size(A);m=sz(1);% m is the number of rows of A 行数gf=jacobian(f,var);%calculate the jacobian matrix of the objective function 计算目标函数的雅可比矩阵bConti=1;while bContik=0;s=0;A1=A;A2=A;b1=b;b2=b;for i=1:mdfun=A(i,:)*x00-b(i); %separate matrix A and b 分离矩阵A和bif abs(dfun)< %find matrixs that satisfy A1 x_k=b1 找到满足的矩阵k=k+1;A1(k,:)=A(i,:);b1(k,1)=b(i);else%find matrixs that satisfy A2 x_k<b2 找到满足的矩阵s=s+1;A2(s,:)=A(i,:);b2(s,1)=b(i);endendif k>0A1=A1(1:k,:);b1=b1(1:k,:);endif s>0A2=A2(1:s,:);b2=b2(1:s,:);endwhile 1P=eye(n,n);if k>0tM=transpose(A1);P=P-tM*inv(A1*tM)*A1; %calculate P;endgv=Funval(gf,var,x0);gv=transpose(gv);d=-P*gv; %calculate the searching direction 计算搜索方向% flg=1;% if(P==zeros(n))% flg =0;% end% if flg==1% d=d/norm(d); %normorlize the searching direction 搜索方向% end% 加入这部分会无止境的循环if d==0if k==0x=x0;bConti=0;break;elsew=-inv(A1*tM)*A1*gv;if w>=0x=x0;bConti=0;break;else[u,index]=min(w);%find the negative component in wsA1=size(A1);if sA1(1)==1k=0;elsek=sA1(2);A1=[A1(1:(index-1),:);A1((index+1):sA1(1),:)]; %delete corresponding row in A1 删除对应的行A1endendendelsebreak;endendd1=transpose(d);y1=x0+l*d1; %new iteration variable 新的迭代变量tmpf=Funval(f,var,y1);bb=b2-A2*x00;dd=A2*d;if dd>=0[tmpI,lm]= ForwardBackMethod(tmpf,0,; %find the searching interval 找到搜索区间elselm=inf; %find lambda_maxfor i=1:length(dd)% if(dd(i)>0)% %if dd(i)<0% %if bb(i)/dd(i)<lmlm=bb(i)/dd(i);endendendendif lm==inflm=1e9;end[xm,minf]=GoldenSectionSearch(tmpf,0,lm,; %guarantee lambda>0 保证λ> 0%find the minimizer by one dimension searching method 找到由一维搜索方法得到目标tol=norm(xm*d);if tol<epsx=x0;break;endx0=x0+xm*d1;disp('x0');x0endminf=Funval(f,var,x);搜索法确定局部最优值function [x,minf]=GoldenSectionSearch(f,a,b,eps)% search method to find minimum value of function f 搜索方法找到函数f的最小值format long;if nargin==3eps=;endl=a+*(b-a);u=a+*(b-a);k=1;tol=b-a;while tol>eps&&k<100000fl=subs(f ,findsym(f),l);fu=subs(f ,findsym(f),u);if fl>fua=l;l=u;u=a+*(b-a);elseb=u;u=l;l=a+*(b-a);endk=k+1;tol=abs(b-a);endif k==100000disp('找不到最小值!');x=NaN;minf=NaN;return;endx=(a+b)/2; %return the minimizer 返回最小值minf=subs(f, findsym(f),x);format short;进退法确定搜索区间function [left,right]=ForwardBackMethod(f,x0,step)if nargin==2step =endif nargin==1x0=0;step =endf0 =subs(f,findsym(f),{x0});x1=x0+step;f1=subs(f,findsym(f),{x1});if(f1<=f0)step2=2*step;x2=x1+step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});while(f1>f2)x0=x1;x1=x2;f0=f1;f1=f2;step=2*step;x2=x1+step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});endleft=min(x0, x2);right=max(x0, x2);elsestep=2*step;x2=x1-step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});while(f0>f2)x1=x0;x0=x2;f1=f0;f0=f2;step=2*step;x2=x1-step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});endleft=min(x1,x2);%left end pointright=max(x1,x2);%right end pointendfunction fv=Funval(f,varvec,varval)var=findsym(f); %找出表达式包含的变量t,s f=t^2+s+1varc=findsym(varvec); %找出传递参数的变量[t s]中的 t ss1=length(var); %函数的个数s2=length(varc); %变量的个数m=floor((s1-1)/3+1); %靠近左边的整数varv=zeros(1,m);if s1 ~= s2%if the number of variable is different, deal with it specially 如果变量的数量是不同的,专门处理它for i=0: ((s1-1)/3)k=findstr(varc,var(3*i+1));index=(k-1)/3;varv(i+1) = varval(index+1);endfv=subs(f,var,varv);elsefv=subs(f,varvec,varval); %return the value of the function 如果原来函数变量个数与传递参数中变量个数一致,调用subs函数,计算给定点处函数值end% disp('here')% f% varvec% varval%fv = subs(f,varvec,varval);。

关于matlab中的梯度使用

关于matlab中的梯度使用

关于matlab中的梯度使⽤度值就是图像灰度值的显著变化的地⽅。

梯度:变化/参考量1。

如果F是⼀维矩阵,则FX=gradient(F,H)返回F的⼀维数值梯度。

H是F中相邻两点间的间距。

2。

如果F是⼆维矩阵,返回F的⼆维数值梯度。

[FX,FY]=gradient(F,HX,HY)。

HX,HY参数表⽰各⽅向相邻两点的距离。

3。

如果F是三维矩阵,返回F的三维数值梯度。

[FX,FY,FZ]=gradient(F,HX,HY,HZ)。

HX,HY,HZ参数表⽰各⽅向相邻两点的距离。

例:>> x=[6,9,3,4,0;5,4,1,2,5;6,7,7,8,0;7,8,9,10,0]x =6 9 3 4 05 4 1 2 56 7 7 8 07 8 9 10 0>> [Fx,Fy]=gradient(x)Fx =3.0000 -1.5000 -2.5000 -1.5000 -4.0000-1.0000 -2.0000 -1.0000 2.0000 3.00001.0000 0.5000 0.5000 -3.5000 -8.00001.0000 1.0000 1.0000 -4.5000 -10.0000Fy =-1.0000 -5.0000 -2.0000 -2.0000 5.00000 -1.0000 2.0000 2.0000 01.00002.0000 4.0000 4.0000 -2.50001.0000 1.00002.0000 2.0000 0gradient()是求数值梯度函数的命令。

[Fx,Fy]=gradient(x),其中Fx为其⽔平⽅向上的梯度,Fy为其垂直⽅向上的梯度,Fx的第⼀列元素为原矩阵第⼆列与第⼀列元素之差,Fx的第⼆列元素为原矩阵第三列与第⼀列元素之差除以2,以此类推:Fx(i,j)=(F(i,j+1)-F(i,j-1))/2。

最后⼀列则为最后两列之差。

matlab边缘梯度

matlab边缘梯度

matlab边缘梯度Matlab边缘梯度:理解、应用和示例引言:在数字图像处理中,边缘检测是一项重要的任务。

边缘是图像中明显变化的区域,通常表示物体的边界或轮廓。

边缘检测可以帮助我们定位和识别图像中的对象,从而为各种应用领域提供了丰富的可能性,如计算机视觉、图像分割、物体识别等。

Matlab提供了多种方法来计算图像的边缘梯度,本文将以中括号内的内容为主题,逐步分析和介绍这些方法。

一、什么是边缘梯度?边缘梯度是指图像中像素灰度值变化率的测量。

在图像中,对于某个像素点,灰度值通常会随着位置的变化而变化。

因此,通过分析灰度值的变化率,我们可以找到图像中的边缘。

简单地说,边缘梯度可以帮助我们在图像中找到明暗变化的地方,并计算出这些变化率。

二、MATLAB中的边缘梯度方法Matlab提供了多种边缘梯度方法,每种方法有其独特的应用场景和特点。

下面将依次介绍这些方法。

1. Sobel算子Sobel算子是一种经典的基于梯度的边缘检测算法,其思想是通过对图像进行卷积操作,计算每个像素点的水平和垂直梯度,然后将两个方向的梯度值进行合并,得到综合的边缘强度。

在Matlab中,我们可以使用内置的sobel函数来实现此方法。

代码示例:matlabI = imread('image.jpg');I_gray = rgb2gray(I);E_sobel = edge(I_gray, 'sobel');imshow(E_sobel);2. Prewitt算子Prewitt算子是另一种常用的基于梯度的边缘检测算法。

与Sobel算子类似,Prewitt算子也是通过对图像进行卷积操作来计算梯度。

不同的是,Prewitt算子使用了不同的卷积核,从而得到了不同的边缘效果。

在Matlab中,我们可以使用内置的prewitt函数来实现此方法。

代码示例:matlabI = imread('image.jpg');I_gray = rgb2gray(I);E_prewitt = edge(I_gray, 'prewitt');imshow(E_prewitt);3. Roberts算子Roberts算子是一种简单但有效的边缘检测算法,它通过计算像素点相邻像素之间的差异来获取边缘线。

matlab投影函数

matlab投影函数

matlab投影函数在MATLAB中,有几种不同的函数可以用来进行投影处理。

投影是将三维物体映射到一个二维平面或图像上的过程。

以下是一些常用的MATLAB投影函数:1. perspective函数:perspective函数可以用于生成透视投影。

透视投影是通过将远离观察者的对象看起来较小来模拟现实世界中的透视效果。

这个函数接受一个3x4的投影矩阵作为输入,输出是一个透视变换的新图像。

2. orthographic函数:orthographic函数可以用于生成正交投影。

正交投影是一种将物体投影到平行于观察方向的平面上的投影方式。

这个函数接受一个3x4的投影矩阵作为输入,并返回一个正交变换的新图像。

3. imtransform函数:imtransform函数可以用于进行任意的二维图像变换,包括投影变换。

它接受一个二维变换矩阵作为输入,并返回一个经过变换的新图像。

4. projective2d对象:MATLAB中的projective2d对象代表一个二维的投影变换。

这个对象可以用来进行各种类型的二维变换,包括投影变换。

它可以通过设置变换矩阵的值来定义不同的投影变换。

5. tranformPointsForward函数:transformPointsForward函数可以用于将二维点集进行投影变换。

它接受一个变换矩阵和一个二维点坐标的矩阵作为输入,并返回经过变换后的点坐标。

6. imshow函数:imshow函数可以显示图像,并可以在显示之前应用其中一种类型的变换。

例如,可以使用imshow函数来显示一个经过投影变换后的图像。

7. plot函数:plot函数可以用来绘制二维图形,也可以用于绘制一个经过投影变换后的点集。

这可以通过将二维点集的坐标作为输入,然后在进行投影变换之后使用plot函数进行绘制。

MATLAB提供了许多功能强大的函数来进行投影处理。

以上列举的只是其中一些常用的函数。

使用这些函数,可以对三维物体进行各种类型的投影处理,并将它们映射到二维平面或图像上。

《梯度投影法》课件

《梯度投影法》课件

1. 计算梯度$g(x_k)$。
3. 如果$|P_{C}(x_k - alpha g(x_k)) - x_k| leq epsilon$,则 停止迭代;否则,令$x_{k+1} = P_{C}(x_k - alpha g(x_k)适的步长$alpha$是关键,可以使用线搜索或回溯法来确 定。

迭代更新
通过不断迭代更新当前点,逐步逼 近最优解。
收敛性
在适当的条件下,算法能够收敛到 全局最优解。
梯度投影法的算法
02
实现
梯度投影算法的步骤
迭代过程:对于$k=0,1,2,ldots$ ,执行以下步骤
2. 计算投影$P_{C}(x_k - alpha g(x_k))$。
初始化:设定一个初始点$x_0$, 以及一个正数$epsilon$和$0 < alpha < 1$。
对初始点敏感
该方法对初始点的选择较为敏感 ,如果初始点选择不当,可能会 导致算法收敛到局部最优解。
计算量大
梯度投影法涉及大量的矩阵运算 和迭代计算,对于大规模问题, 计算量较大,需要较长的计算时 间。
对参数敏感
该方法对某些参数的选择较为敏 感,如果参数设置不当,可能会 影响算法的性能和收敛速度。
改进方向与未来发展
选择合适的终止条件
选择合适的终止条件可以避免过度迭代,通常使用某种形式的误 差准则。
选择合适的初始点
选择一个接近最优解的初始点可以加速算法的收敛速度。
梯度投影算法的编程实现
编程语言
可以使用Python、MATLAB、C等编程语言实现梯度 投影算法。
实现难度
梯度投影算法的实现难度相对较低,但需要注意数值 稳定性和收敛性。

投影梯度法 参数识别 matlab 代码

投影梯度法 参数识别 matlab 代码

题目:投影梯度法的参数识别及matlab代码实现一、引言投影梯度法是一种常用于参数识别的优化算法,它通过迭代的方式逐步逼近最优解。

在参数识别领域,投影梯度法具有较高的效率和稳定性,因此受到了广泛的关注和应用。

本文将介绍投影梯度法的基本原理,探讨其在参数识别中的应用,并给出matlab代码实现。

二、投影梯度法基本原理1. 梯度下降法梯度下降法是一种基于梯度信息进行优化的方法,其思想是沿着目标函数的负梯度方向不断调整参数,以使目标函数值逐渐减小,从而找到最优解。

具体的迭代更新公式如下:\[x_{k+1}=x_k-\alpha_k\nabla f(x_k)\]其中,\(x_k\)为第k次迭代的参数值,\(\alpha_k\)为学习率,\(\nabla f(x_k)\)为目标函数在\(x_k\)点的梯度。

2. 投影操作在参数识别问题中,常常需要对参数的取值范围进行限制,这时就需要用到投影操作。

投影操作的目的是将参数限制在合理的范围内,以防止参数取值过大或过小而导致优化过程不稳定或无法收敛。

投影操作的数学表达式如下:\[x^+=\Pi(x)\]其中,\(\Pi(\cdot)\)表示投影操作符,\(x^+\)表示投影后的参数值。

3. 投影梯度法将梯度下降法与投影操作结合起来,就得到了投影梯度法。

其迭代更新公式如下:\[x_{k+1}=\Pi(x_k-\alpha_k\nabla f(x_k))\]在每次迭代中,先计算目标函数在当前参数点的梯度,然后按照梯度的反方向进行参数更新,并对更新后的参数进行投影操作,以确保参数处于合理范围内。

三、投影梯度法在参数识别中的应用1. 参数识别问题参数识别是指根据观测数据对系统参数进行估计的过程,其在控制系统、信号处理等领域有着广泛的应用。

在参数识别问题中,通常需要求解一个最优化问题,目标函数为参数估计值与观测数据的误差平方和,通过最小化目标函数来得到最优的参数估计值。

2. 投影梯度法的优势与传统的最优化算法相比,投影梯度法在参数识别中有着以下优势:(1)稳定性好:投影操作可以有效地保证参数值在合理范围内,避免了参数值飘逸过大或过小而导致优化过程不稳定或无法收敛的问题;(2)快速收敛:投影梯度法在参数识别问题中通常能够快速收敛到最优解附近,具有较高的收敛速度和稳定性;(3)易于实现:投影梯度法的计算过程相对简单,容易在matlab等工具中进行实现,对于工程应用和科研研究有着较强的实用性。

j散度matlab,利用Matlab绘制梯度图、散度图、旋度图。.doc

j散度matlab,利用Matlab绘制梯度图、散度图、旋度图。.doc

j散度matlab,利⽤Matlab绘制梯度图、散度图、旋度图。

.doc 利⽤Matlab绘制梯度图、散度图、旋度图。

.doc题 ⽬电磁场理论实验姓 名学 号班 级任课⽼师实验⽇期2013年 10⽉ 19⽇⼀、实验⽬的:1、利⽤Matlab绘制梯度图;2、利⽤Matlab绘制散度图;3、利⽤Matlab绘制旋度图。

⼆、实验原理:1.梯度(gradient)在⼆元函数的情形,设函数z=f(x,y)在平⾯区域D内具有⼀阶连续偏导数,则对于每⼀点P(x,y)∈D,都可以定出⼀个向量:(δf/x)*i+(δf/y)*j。

这向量称为函数z=f(x,y)在点P(x,y)的梯度,记作gradf(x,y)。

类似的对三元函数也可以定义⼀个:(δf/x)*i+(δf/y)*j+(δf/z)*k 。

记为grad[f(x,y,z)]。

2.散度(divergence)设某量场由 A(x,y,z) = P(x,y,z)i + Q(x.y,z)j + R(x,y,z)k 给出,其中 P、Q、R 具有⼀阶连续偏导数,∑ 是场内⼀有向曲⾯,n 是 ∑ 在点(x,y,z) 处的单位法向量,则 ∫∫A?ndS 叫做向量场 A 通过曲⾯ ∑ 向着指定侧的通量,⽽ δP/δx + δQ/δy + δR/δz 叫做向量场 A 的散度,记作 div A,即 div A = δP/δx + δQ/δy + δR/δz。

上述式⼦中的 δ 为偏微分(partial derivative)符号。

3.旋度(rotation)表⽰曲线、流体等旋转程度的量。

设有向量场 A(x,y,z)=P(x,y,z)i+Q(x,y,z)j+R(x,y,z)k ⽤⾏列式来表⽰的话,若 A=Ax?i+Ay?j+Az?k。

则旋度rotA=(dAz/dy-dAy/dz)i+(dAx/dz-dAz/dx)j+(dAy/dx-dAx/dy)k。

旋度的物理意义:设想将闭合曲线缩⼩到其内某⼀点附近,那么以闭合曲线L为界的⾯积也将逐渐减⼩.⼀般说来,这两者的⽐值有⼀极限值,记作即单位⾯积平均环流的极限。

基于MATLAB遗传算法的弧形闸门主框架优化设计

基于MATLAB遗传算法的弧形闸门主框架优化设计
2. 3 约束条件
对于弧形钢闸门主框架的优化设计来 说, 根 据闸门设计 规
范的要求, 设 计变 量必 须 满足 强度、刚度、稳 定 性及 几何 约 束 条件。
( 1) 强度约束。强度验算包括主横 梁和支臂 控制断面的 正
应力和剪应力验算, 支臂按偏心受压构件处理 , 其约束条件为:
主横梁及支臂正应力
( 1) 修复不可行解法。通过一些修 复算法将 随机产生的 不
可行解及遗传算子作用后的不可行解修复 成可行解, 或将一 定 比例的不可行解按某 种原则 用可 行解取 代。这 类算法 的缺 点
是修复算法依赖于所求解的问题, 对于 具有复杂 约束的优化 问 题, 设计修复算法较困难。
( 2) 改变遗传算子法。针对求解的 问题设计 特殊的遗传 算 子, 使这些遗传算子作用后产生的后 代均为可 行解。但这类 方 法仅能处理简单的特别是线性约束优化问 题, 对 于复杂的非 线 性优化问题相应的遗传算子很难设计。
为评价数学规划法中各种算法的优劣, 不少 学者采用统 一 考题对主要 算法和相 应软 件进行 了数 值试验 比较[ 1] 。近年 K Schittkowske 与 C Zillober 还 应用 基 于有 限元 分析 的结 构优 化 程序通过 79 个考题 对主要 几种 非线性 规划 算法进 行了 考核, 结果 表 明 在 效 率 与 健 壮 性 方 面 较 好 的 是 序 列 二 次 规 划 法
对于最优 准则法, 它 是根据工 程经验、力 学概念 以及数 学 规划的最优性条件, 预先建立某种准 则, 通 过相应的迭 代方法, 获得满足这 一准则的设计方案( 解) , 作 为问题的 最优解或近 似 最优解。与数学规划法普遍适用性不同的 是, 准 则法利用了 结 构优化问题的物 理特 征, 聚 焦于 最 优解 处的 已 知或 假设 的 形 态, 不同的约束有不同的准则, 故应用上局 限性较大, 但其收 敛 快, 计算效率高, 容易被工程技术人员接受。

修正投影算法 matlab代码

修正投影算法 matlab代码

修正投影算法 matlab代码当涉及到“修正投影算法”,通常指的是在图像处理中用于校正由透视变形引起的图像失真的算法。

在Matlab中,可以使用以下代码来实现修正投影算法:matlab.% 读取原始图像。

originalImage = imread('input_image.jpg');% 指定原始图像中的四个角点坐标。

originalPoints = [1, 1; size(originalImage, 2), 1; 1, size(originalImage, 1); size(originalImage, 2),size(originalImage, 1)];% 指定目标图像中的四个角点坐标,这里可以根据需求进行调整。

targetPoints = [1, 1; 400, 1; 1, 300; 400, 300];% 使用 estimateGeometricTransform 函数估计原始图像到目标图像的投影变换。

tform = estimateGeometricTransform(originalPoints, targetPoints, 'projective');% 使用 imwarp 函数应用投影变换。

outputImage = imwarp(originalImage, tform);% 显示原始图像和修正后的图像。

figure;subplot(1, 2, 1);imshow(originalImage);title('Original Image');subplot(1, 2, 2);imshow(outputImage);title('Corrected Image');在这段代码中,首先读取了原始图像,然后指定了原始图像和目标图像中的四个角点坐标。

接下来使用estimateGeometricTransform 函数估计原始图像到目标图像的投影变换,然后利用 imwarp 函数应用投影变换,最终显示原始图像和修正后的图像。

matlab 点投影到平面上的点坐标

matlab 点投影到平面上的点坐标

matlab 点投影到平面上的点坐标在计算机图形学中,点投影是指将三维空间中的点投影到二维平面上的过程。

这个过程在许多应用中都非常常见,比如计算机游戏、建筑设计、机器人导航等等。

在MATLAB中,我们可以使用一些函数来计算点在平面上的投影坐标。

我们需要定义一个三维点的坐标。

假设我们有一个点P,其坐标为(Px, Py, Pz)。

接下来,我们需要定义一个平面,以及该平面的法向量。

假设平面的法向量为(Nx, Ny, Nz),平面上的一个点为(Ax, Ay, Az)。

接下来,我们可以使用MATLAB中的公式来计算点P在平面上的投影坐标。

投影公式如下:```P_proj = P - dot(P - A, N) / dot(N, N) * N```其中,`dot()`函数用于计算两个向量的点积。

在MATLAB中,我们可以使用向量的点积来计算点P在平面上的投影坐标。

下面,我们来看一个具体的例子。

假设我们有一个点P(3, 2, 1),平面的法向量为N(1, 1, 1),平面上的一个点为A(0, 0, 0)。

我们可以使用MATLAB来计算点P在平面上的投影坐标。

我们需要在MATLAB中定义点P的坐标和平面的参数。

代码如下:```P = [3, 2, 1];N = [1, 1, 1];A = [0, 0, 0];```接下来,我们可以使用上述的投影公式来计算点P在平面上的投影坐标。

代码如下:```P_proj = P - dot(P - A, N) / dot(N, N) * N;```我们可以输出点P在平面上的投影坐标。

代码如下:```disp('Point P projection on plane:');disp(P_proj);```运行上述代码,我们可以得到点P在平面上的投影坐标为(2, 1, 0)。

除了使用上述的投影公式,我们还可以使用MATLAB中的一些内置函数来计算点投影。

例如,MATLAB中的`projpoint()`函数可以用来计算点在平面上的投影坐标。

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function [x,minf]=minRosen(f,A,b,x0,var,eps) %目标函数:f;%约束矩阵:A;%约束右端力量:b;%初始可行点:x0;%自变量向量:var;%精度:eps;%目标函数取最小值时的自变量值:x;%目标函数的最小值:minf;format long;if nargin == 5eps=;endsyms l;x00=transpose(x0);n=length(var);sz=size(A);m=sz(1);gf=jacobian(f,var);bConti=1;while bContik=0;s=0;A1=A;A2=A;b1=b;b2=b;for i=1:mdfun=A(i,:)*x00-b(i);if abs(dfun)<k=k+1;A1(k,:)=A(i,:);b1(k,1)=b(i);elses=s+1;A2(s,:)=A(i,:);b2(s,1)=b(i);endendif k>0A1=A1(1:k,:);b1=b1(1:k,:);endif s>0A2=A2(1:s,:);b2=b2(1:s,:);endwhile 1P=eye(n,n);if k>0tM=transpose(A1);P=P-tM*inv(A1*tM)*A1;endgv=Funval(gf,var,x0);gv=transpose(gv);d=-P*gv ;if d==0if k==0x=x0;bConti=0;break;elsew=inv(A1*tM)*A1*gv;if w>=0x=x0;bConti=0;break;else[u,index]=min(w);sA1=size(A1);if sA1(1)==1k=0;elsek=sA1(2);A1=[A1(1:(index-1),:);A1((index+1):sA1(2),:)]; %去掉A1对应的行endendendelsebreak;endendd1=transpose(d);y1=x0+l*d1;tmpf=Funval(f,var,y1);bb=b2-A2*x00;dd=A2*d;if dd>=0[tmpI,lm]=minJT(tmpf,0,;elselm=inf;for i=1:length(dd)if dd(i)<0if bb(i)/dd(i)<lmlm=bb(i)/dd(i);endendendend[xm,minf]=minHJ(tmpf,0,lm,;tol=norm(xm*d);if tol<epsx=x0;break;endx0=x0+xm*d1;%disp('x0');x0endminf=Funval(f,var,x)function fv = Funval(f,varvec,varval) var = findsym(f);varc = findsym(varvec);s1 = length(var);s2 = length(varc);m =floor((s1-1)/3+1);varv = zeros(1,m);if s1 ~= s2for i=0: ((s1-1)/3)k = findstr(varc,var(3*i+1));index = (k-1)/3;varv(i+1) = varval(index+1);% index(i+1);% varv(i+1)=varval(index(i+1));endfv = subs(f,var,varv);elsefv = subs(f,varvec,varval);endfunction [x,minf] = minHJ(f,a,b,eps) format long;if nargin == 3eps = ;endl = a + *(b-a);u = a + *(b-a);k=1;tol = b-a;while tol>eps && k<100000fl = subs(f , findsym(f), l);fu = subs(f , findsym(f), u);if fl > fua = l;l = u;u = a + *(b - a);elseb = u;u = l;l = a + *(b-a);endk = k+1;tol = abs(b - a);endif k == 100000disp('找不到最小值!');x = NaN;minf = NaN;return;endx = (a+b)/2;minf = subs(f, findsym(f),x);format short;function [minx,maxx] = minJT(f,x0,h0,eps) format long;if nargin == 3eps = ;endx1 = x0;k = 0;h = h0;while 1x4 = x1 + h;k = k+1;f4 = subs(f, findsym(f),x4);f1 = subs(f, findsym(f),x1);if f4 < f1x2 = x1;x1 = x4;f2 = f1;f1 = f4;h = 2*h;elseif k==1h = -h;x2 = x4;f2 = f4;elsex3 = x2;x2 = x1;x1 = x4;break;endendendminx = min(x1,x3);maxx = x1+x3 - minx;format short;% syms x1 x2 x3 ;% f=x1^2+x1*x2+2*x2^2+2*x3^2+2*x2*x3+4*x1+6*x2+12*x3;% [x,mf]=minRosen(f,[1 1 1 ;1 1 -2],[6;-2],[1 1 3],[x1 x2 x3])% syms x1 x2;%f=x1^3+x2^2-2*x1-4*x2+6;% [x,mf]=minRosen(f,[2,-1;1,1;-1,0;0,-1],[1;2;0;0],[1 2],[x1 x2])% syms x1 x2 x3;% f=-x1*x2*x3;% [x,mf]=minRosen(f,[-1,-2,-2;1,2,2],[0;72],[10 10 10],[x1 x2 x3])% syms x1 x2;%f=2*x1^2+2*x2^2-2*x1*x2^3-4*x1^7-6*x2;% [x,mf]=minRosen(f,[1 1;1 5;-1 0;0 -1],[2;5;0;0],[-1 -1],[x1 x2])------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------syms x1 x2 x3;% f=2*x1^2+2*x2^2-2*x1*x2^3-4*x1^7-6*x2;% var=[x1,x2];% valst=[-1,-1];% A=[1 1;1 5;-1 0;0 -1];% b=[2 5 0 0]';% f=x1^3+x2^2-2*x1-4*x2+6;% var=[x1,x2];% valst=[0 0];% A=[2,-1;1,1;-1,0;0,-1];% b=[1 2 0 0]';var=[x1,x2,x3];valst=[10,10,10];f=-x1*x2*x3;A=[-1,-2,-2;1,2,2];b=[0 72]';[x,mimfval]=MinRosenGradientProjectionMethod(f,A,b,valst,var)[x2,fval]=fmincon('confun',valst,A,b)function [x,minf]=MinRosenGradientProjectionMethod(f,A,b,x0,var,eps)%f is the objection function;%A is the constraint matrix; 约束矩阵%b is the right-hand-side vector of the constraints;%x0 is the initial feasible point; 初始可行解%var is the vector of independent variable; 自变量向量%eps is the precision; 精度%x is the value of the independent variable when the objective function is minimum; 自变量的值是当目标函数最小%minf is the minimum value of the objective function; 目标函数的最小值format long;if nargin == 5eps=;endsyms l;x00=transpose(x0);n=length(var);sz=size(A);m=sz(1);% m is the number of rows of A 行数gf=jacobian(f,var);%calculate the jacobian matrix of the objective function 计算目标函数的雅可比矩阵bConti=1;while bContik=0;s=0;A1=A;A2=A;b1=b;b2=b;for i=1:mdfun=A(i,:)*x00-b(i); %separate matrix A and b 分离矩阵A和bif abs(dfun)< %find matrixs that satisfy A1 x_k=b1 找到满足的矩阵 k=k+1;A1(k,:)=A(i,:);b1(k,1)=b(i);else%find matrixs that satisfy A2 x_k<b2 找到满足的矩阵s=s+1;A2(s,:)=A(i,:);b2(s,1)=b(i);endendif k>0A1=A1(1:k,:);b1=b1(1:k,:);endif s>0A2=A2(1:s,:);b2=b2(1:s,:);endwhile 1P=eye(n,n);if k>0tM=transpose(A1);P=P-tM*inv(A1*tM)*A1; %calculate P;endgv=Funval(gf,var,x0);gv=transpose(gv);d=-P*gv; %calculate the searching direction 计算搜索方向% flg=1;% if(P==zeros(n))% flg =0;% end% if flg==1% d=d/norm(d); %normorlize the searching direction 搜索方向% end% 加入这部分会无止境的循环if d==0if k==0x=x0;bConti=0;break;elsew=-inv(A1*tM)*A1*gv;if w>=0x=x0;bConti=0;break;else[u,index]=min(w);%find the negative component in wsA1=size(A1);if sA1(1)==1k=0;elsek=sA1(2);A1=[A1(1:(index-1),:);A1((index+1):sA1(1),:)]; %delete corresponding row in A1 删除对应的行A1endendendelsebreak;endendd1=transpose(d);y1=x0+l*d1; %new iteration variable 新的迭代变量tmpf=Funval(f,var,y1);bb=b2-A2*x00;dd=A2*d;if dd>=0[tmpI,lm]= ForwardBackMethod(tmpf,0,; %find the searching interval 找到搜索区间elselm=inf; %find lambda_maxfor i=1:length(dd)% if(dd(i)>0)% %if dd(i)<0% %if bb(i)/dd(i)<lmlm=bb(i)/dd(i);endendendendif lm==inflm=1e9;end[xm,minf]=GoldenSectionSearch(tmpf,0,lm,; %guarantee lambda>0 保证λ> 0%find the minimizer by one dimension searching method 找到由一维搜索方法得到目标tol=norm(xm*d);if tol<epsx=x0;break;endx0=x0+xm*d1;disp('x0');x0endminf=Funval(f,var,x);搜索法确定局部最优值function [x,minf]=GoldenSectionSearch(f,a,b,eps)% search method to find minimum value of function f 搜索方法找到函数f的最小值format long;if nargin==3eps=;endl=a+*(b-a);u=a+*(b-a);k=1;tol=b-a;while tol>eps&&k<100000fl=subs(f ,findsym(f),l);fu=subs(f ,findsym(f),u);if fl>fua=l;l=u;u=a+*(b-a);elseb=u;u=l;l=a+*(b-a);endk=k+1;tol=abs(b-a);endif k==100000disp('找不到最小值!');x=NaN;minf=NaN;return;endx=(a+b)/2; %return the minimizer 返回最小值minf=subs(f, findsym(f),x);format short;进退法确定搜索区间function [left,right]=ForwardBackMethod(f,x0,step) if nargin==2step =endif nargin==1x0=0;step =endf0 =subs(f,findsym(f),{x0});x1=x0+step;f1=subs(f,findsym(f),{x1});if(f1<=f0)step2=2*step;x2=x1+step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});while(f1>f2)x0=x1;x1=x2;f0=f1;f1=f2;step=2*step;x2=x1+step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});endleft=min(x0, x2);right=max(x0, x2);elsestep=2*step;x2=x1-step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});while(f0>f2)x1=x0;x0=x2;f1=f0;f0=f2;step=2*step;x2=x1-step;f2=subs(f,findsym(f),{x2});endleft=min(x1,x2);%left end pointright=max(x1,x2);%right end pointendfunction fv=Funval(f,varvec,varval)var=findsym(f); %找出表达式包含的变量t,s f=t^2+s+1varc=findsym(varvec); %找出传递参数的变量[t s]中的 t ss1=length(var); %函数的个数s2=length(varc); %变量的个数m=floor((s1-1)/3+1); %靠近左边的整数varv=zeros(1,m);if s1 ~= s2%if the number of variable is different, deal with it specially 如果变量的数量是不同的,专门处理它for i=0: ((s1-1)/3)k=findstr(varc,var(3*i+1));index=(k-1)/3;varv(i+1) = varval(index+1);endfv=subs(f,var,varv);elsefv=subs(f,varvec,varval); %return the value of the function 如果原来函数变量个数与传递参数中变量个数一致,调用subs函数,计算给定点处函数值end% disp('here')% f% varvec% varval%fv = subs(f,varvec,varval);。

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