Monte Carlo simulated annealing
2018-08-07 21:39 丨o聽乄雨o丨 阅读(473) 评论(0) 编辑 收藏 举报蒙特·卡罗分子模拟计算
使用蒙特·卡罗方法进行分子模拟计算是按照以下步骤进行的:
1. 使用随机数发生器产生一个随机的分子构型。
2. 对此分子构型的其中粒子坐标做无规则的改变,产生一个新的分子构型。
3. 计算新的分子构型的能量。
4. 比较新的分子构型于改变前的分子构型的能量变化,判断是否接受该构型。
若新的分子构型能量低于原分子构型的能量,则接受新的构型,使用这个构型重复再做下一次迭代。 若新的分子构型能量高于原分子构型的能量,则计算玻尔兹曼因子,并产生一个随机数。若这个随机数大于所计算出的玻尔兹曼因子,则放弃这个构型,重新计算。 若这个随机数小于所计算出的玻尔兹曼因子,则接受这个构型,使用这个构型重复再做下一次迭代。
模拟退火
原理:模拟退火的原理也和金属退火的原理近似:将热力学的理论套用到统计学上,将搜寻空间内每一点想像成空气内的分子;分子的能量,就是它本身的动能;而搜寻空间内的每一点,也像空气分子一样带有“能量”,以表示该点对命题的合适程度。演算法先以搜寻空间内一个任意点作起始:每一步先选择一个“邻居”,然后再计算从现有位置到达“邻居”的概率。
模拟退火模型
模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:
第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解;为便于后续的计算和接受,减少算法耗时,通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法,如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等,注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构,因而对冷却进度表的选取有一定的影响。
第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则,最常用的接受准则是Metropolis准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S,否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。
第四步是当新解被确定接受时,用新解代替当前解,这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现,同时修正目标函数值即可。此时,当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时,则在原当前解的基础上继续下一轮试验。
作者:丨o聽乄雨o丨
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