http://matlabhome.ir/ matlab_net@yahoo.com 09190090258 دانلود رایگان فایل کد آموزشی الگوریتم شبیه سازی تبرید حل مساله TSP

1. 1
‫ﺗﺒﺮﻳﺪ‬ ‫ﺳﺎزي‬ ‫ﺷﺒﻴﻪ‬‫ﺮ‬
Simulated Annealing
‫ﻣﻨﺸﺎء‬SA
‫در‬‫ﺳﺎل‬1953،‫ﻣﺘﺮوﭘﻮﻟﻴﺲ‬1‫و‬‫ﻫﻤﻜﺎراﻧﺶ‬‫ﻳﻚ‬‫روش‬‫ﺟﺪﻳﺪ‬‫ﺑﺮاي‬‫ﺳﺎﺧﺖ‬
‫ﻛﺮﻳﺴﺘﺎﻟﻬﺎي‬‫ﺟﺎﻣﺪ‬‫ﺑﺎ‬‫ﻛﻴﻔﻴﺖ‬‫ﻋﺎﻟﻲ‬‫اﺑﺪاع‬‫ﻧﻤﻮدﻧ‬‫ﺪ‬.
‫ﺧﻼﺻﻪ‬‫روش‬:
‫اﺑﺘﺪا‬‫ﻛﺮﻳﺴﺘﺎل‬‫ﺟﺎﻣﺪ‬‫را‬‫ﺗﺎ‬‫ﻳﻚ‬‫دﻣﺎي‬‫ﺑﺴﻴﺎر‬‫ﺑﺎﻻ‬‫ﺣﺮارت‬‫ﻣﻲ‬‫د‬‫ﻫﻨ‬‫ﺪ‬)‫ﺑﻪ‬‫ﻃﻮري‬‫ﻛﻪ‬‫ذرات‬‫در‬‫ﺣﺎﻟﺖ‬
‫ﻣﺬاب‬‫ﺑﺘﻮاﻧﻨﺪ‬‫در‬‫ﻛﻨﺎر‬‫ﻫﻢ‬‫آزاداﻧﻪ‬‫ﺣﺮﻛﺖ‬‫ﻛﻨﻨﺪ‬(.
‫ﺳﭙﺲ‬‫دﻣﺎي‬‫ﻣ‬‫ﺬ‬‫ا‬‫ب‬‫را‬‫ﺑﻪ‬‫ﺻﻮرت‬‫ﺑﺴﻴﺎر‬‫ﻛﻨﺪ‬‫و‬‫ﺗﺪرﻳﺠﻲ‬‫ﻛﺎﻫﺶ‬‫ﻣﻲ‬‫دﻫﻨ‬‫ﺪ‬)‫در‬‫ﻫﺮ‬‫دﻣﺎﻳﻲ‬‫ذرات‬‫ﻓﻘﻂ‬
‫ﺑﻪ‬‫اﻧﺪازه‬‫اي‬‫ﺟﺎﺑﺠﺎ‬‫ﻣﻲ‬‫ﺷﻮﻧﺪ‬‫ﻛﻪ‬‫ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ‬‫ﭘﺎﻳﺪاري‬‫را‬‫اﻳﺠﺎد‬‫ﻛﻨﻨﺪ‬(.
1- Metropolis

2. 2
‫ﻣﻨﺸﺎء‬SA
‫اﻳﻦ‬‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ‬‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬‫ﺗﺪرﻳﺠﻲ‬‫را‬‫آﻧﻴﻞ‬‫ﻛﺮدن‬1‫ﻣﻲ‬‫ﮔﻮﻳﻨﺪ‬. ‫ﻲ‬‫ﻲ‬
‫آﻧﻴﻞ‬‫ﻳﻚ‬‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ‬‫ﺑﺮاي‬‫ﺑﻬﺒﻮد‬‫ﺧﻮاص‬‫ﻛﻴﻔﻲ‬‫ﻛﺮﻳﺴﺘﺎل‬‫ﺟﺎﻣﺪ‬‫اﺳﺖ‬.
‫ﺳﺮد‬‫ﺳﺎزي‬‫ﺑﺴﻴﺎر‬‫ﻛﻨﺪ‬‫و‬‫ﺗﺪرﻳﺠﻲ‬‫ﻣﻮﺟﺐ‬‫آزادﺳﺎزي‬‫اﻧﺮژي‬‫و‬‫ﻗﺮارﮔﻴﺮي‬‫ذرات‬‫در‬‫ﺟﻬﺖ‬‫ﺑﺎ‬
‫ﺑﻴﺸﺘﺮﻳﻦ‬‫ﭘﺎﻳﺪاري‬‫ﺧﻮاﻫﺪ‬‫ﺷﺪ‬.
‫در‬‫ﻣﻘﺎﺑﻞ‬‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬‫ﺳﺮﻳﻊ‬‫ﻣﻮﺟﺐ‬‫ﺷﻜﻨﻨﺪﮔﻲ‬‫ﺑﺎﻻ‬‫در‬‫ﻛﺮﻳﺴﺘﺎل‬‫ﺟﺎﻣﺪ‬‫ﻣﻲ‬‫ﺷﻮد‬.
2‫آ‬‫آ‬ ‫در‬‫ﺳﺎل‬1983،‫ﻛﺮﻳﻚ‬‫ﭘﺎﺗﺮﻳﻚ‬2‫و‬‫ﻫﻤﻜﺎراﻧﺶ‬‫ﺷﺒﻴﻪ‬‫ﺳﺎزي‬‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ‬‫آﻧﻴﻞ‬‫ﻛﺮدن‬‫را‬‫ﺑﺮاي‬‫ﺣﻞ‬
‫ﻣﺴﺎﺋﻞ‬‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬‫ﺳﺎزي‬‫ﺗﺮﻛﻴﺒﻴﺎﺗﻲ‬‫ﭘﻴﺸﻨﻬﺎد‬‫ﻛﺮدﻧﺪ‬.
1- Annealing 2- Kirkpatrick, S., Gelatt, C.D., Vecchi, M.P.
‫ﺗﺮﻛﻴﺒﻴﺎﺗﻲ‬ ‫ﺳﺎزي‬ ‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬‫ﺗﺮﻣﻮدﻳﻨﺎﻣﻴﻚ‬
‫ﺷﺒﺎﻫﺖ‬‫ﺑﻴﻦ‬‫ﻣﺴﺎﺋﻞ‬‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬‫ﺳﺎزي‬‫ﺗﺮﻛﻴﺒﻴﺎﺗﻲ‬‫و‬‫ﺗﺮﻣﻮدﻳﻨﺎﻣﻴﻚ‬
‫ﻲ‬ ‫ﻴﺒﻴ‬ ‫ﺮ‬ ‫زي‬ ‫ﺑﻬﻴ‬‫ﻴ‬ ‫ﻳ‬ ‫ﻮ‬ ‫ﺮ‬
‫ﺷﺪﻧﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬‫ﺣﺎﻟﺖ‬1
‫ﻫﺪف‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬/‫ارزﻳﺎﺑﻲ‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬‫اﻧﺮژي‬ ‫ﺳﻄﺢ‬
‫ﻣﺤﻠﻲ‬ ‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬ ‫ﺟﻮاب‬‫ﻧﻬﺎﻳﻲ‬ ‫ﺣﺎﻟﺖ‬
‫ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ‬ ‫ﭘﺎراﻣﺘﺮ‬T‫دﻣﺎ‬
‫ﻠ‬ ‫ي‬ ‫ﺘ‬Rapid Quenching ‫ﻣﺤﻠﻲ‬ ‫ﺟﺴﺘﺠﻮي‬Rapid Quenching
‫ﺗﺒﺮﻳﺪ‬ ‫ﺳﺎزي‬ ‫ﺷﺒﻴﻪ‬‫دﻗﻴﻖ‬ ‫ﺗﺒﺮﻳﺪ‬/‫دﻗﻴﻖ‬ ‫آﻧﻴﻞ‬2
1- State 2- Careful Annealing

3. 3
‫ﺑﺮاي‬ ‫ﻣﻌﺎدل‬ ‫ﻧﺎﻣﻬﺎي‬SA
 Mont-Carlo Annealing
 Probabilistic Hill-Climbing
 Probabilistic Cooling
 Probabilistic Exchange Algorithm
 Stochastic Relaxation Stochastic Relaxation
‫اﺑﺘﻜﺎري‬ ‫روش‬1HC
.1‫ﻛﻨﻴﺪ‬ ‫اﻳﺠﺎد‬ ‫ﻣﺴﺎﻟﻪ‬ ‫ﺑﺮاي‬ ‫ﺷﺪﻧﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﻳﻚ‬)‫ﺻﻮرت‬ ‫ﺑﻪ‬‫ﺗﺼﺎدﻓﻲ‬(.
.2‫ﻓﻌﻠﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫وﺿﻌﻴﺖ‬‫را‬‫ﻛﻨﻴﺪ‬ ‫ارزﻳﺎﺑﻲ‬ ‫ﻫﺪف‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬ ‫اﺳﺎس‬ ‫ﺑﺮ‬.
.3‫ﻫﺎي‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺗﻤﺎم‬‫ﻛﻨﻴﺪ‬ ‫ﻟﻴﺴﺖ‬ ‫را‬ ‫ﻓﻌﻠﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫از‬ ‫اﻧﺠﺎم‬ ‫ﻗﺎﺑﻞ‬.
.4‫را‬ ‫ﻫﺪف‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬ ،‫ﺷﺪه‬ ‫ﻟﻴﺴﺖ‬ ‫ﺣﺮﻛﺎت‬ ‫ﺗﻤﺎم‬ ‫ﺑﺮاي‬‫ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ‬‫ﻛﻨﻴﺪ‬.
.5‫ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮﻳﻦ‬2‫را‬)‫اﮔﺮ‬‫دﻫﻨﺪه‬ ‫ﺑﻬﺒﻮد‬‫ﺑﺎﺷﺪ‬(‫ﻛﻨﻴﺪ‬ ‫ﻓﻌﻠﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ‬ ‫و‬ ‫اﻧﺘﺨﺎب‬.
.6‫ﻗﺪم‬ ‫ﺑﻪ‬3‫ﺑﺮﮔﺮدﻳﺪ‬،‫ﻛﻪ‬ ‫اﻳﻦ‬ ‫ﻣﮕﺮ‬‫ﻣﻮﺟﻮد‬ ‫اي‬ ‫دﻫﻨﺪه‬ ‫ﺑﻬﺒﻮد‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ‬‫ﻧ‬‫ﺒﺎﺷﺪ‬.
‫ﺗﺬﻛﺮ‬:،‫اﺑﺘﻜﺎري‬ ‫روش‬ ‫اﻳﻦ‬‫ﻫﻤﻴﺸﻪ‬‫ﻛﻨﺪ‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﺳﻤﺖ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫اوﻗﺎت‬.
1- Hill-Climbing 2- Steepest Descent (Ascent)Hill-Climbing

4. 4
‫ﺷﺮوع‬ ‫ﻧﻘﻄﻪ‬
‫ﻛﺎﻫﺶ‬ ‫ﺟﻬﺖ‬
‫ﻠ‬ ‫ﻧ‬
barrier to local search
( )f x
‫ﻣﺤﻠﻲ‬ ‫ﻧﻴﻤﻢ‬ ‫ﻣﻲ‬
‫ﺳﺮاﺳﺮي‬ ‫ﻧﻴﻤﻢ‬ ‫ﻣﻲ‬ x
‫ﻣﺤﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬ ‫دام‬ ‫در‬ ‫اﻓﺘﺎدن‬ ‫ﮔﻴﺮ‬1.
‫اﺑﺘﻜﺎري‬ ‫روش‬ ‫ﻣﻌﺎﻳﺐ‬HC
‫ﺗﺨﺖ‬ ‫ﻫﺎي‬ ‫داﻣﻨﻪ‬ ‫در‬ ‫اﻓﺘﺎدن‬ ‫ﮔﻴﺮ‬2‫ﺗﺎﺑﻊ‬ ‫ﻳﻚ‬.
1- Local Optimum 2- Plateu

5. 5
‫اﻳﻨﻜﻪ‬ ‫ﺟﺎي‬ ‫ﺑﻪ‬‫اوﻗﺎت‬ ‫ي‬ ‫ﻫﻤﻴﺸﻪ‬‫در‬ ‫ﻛﻪ‬ ‫ﻛﻨﻴﻢ‬ ‫ﺗﻼش‬ ،‫ﻛﻨﻴﻢ‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﺳﻤﺖ‬ ‫ﺑﻪ‬
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA
‫اوﻗﺎت‬ ‫ﺑﻴﺸﺘﺮ‬‫ﻛﻨﻴﻢ‬ ‫ﺣﺮﻛﺖ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﺳﻤﺖ‬ ‫ﺑﻪ‬.
‫اوﻗﺎت‬ ‫ﺑﺮﺧﻲ‬‫ﺑﺪ‬ ‫ﺣﺮﻛﺎت‬‫ﺑﻬﺘﺮ‬ ‫ﺟﻮاﺑﻬﺎي‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫رﺳﻴﺪن‬ ‫ﺑﺮاي‬ ‫اي‬ ‫ﻣﻘﺪﻣﻪ‬ ‫ﻛﺎر‬ ‫اﻳﻦ‬ ‫ﺷﺎﻳﺪ‬ ،‫ﺷﻮد‬ ‫ﭘﺬﻳﺮﻓﺘﻪ‬ ‫ﻧﻴﺰ‬
‫ﺑﺎﺷﺪ‬ ‫ﻣﺘﻮﺳﻂ‬ ‫ﺣﺪ‬ ‫از‬)‫ﺑﺨﺸﻲ‬ ‫ﺗﻨﻮع‬1.(
‫ﻣﻨﻈﻮر‬ ‫ﺑﻪ‬‫ﻓﺮار‬‫و‬ ‫ﻣﺤﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬ ‫از‬‫ﻫﻤﮕﺮاﻳﻲ‬ ‫ﺗﻀﻤﻴﻦ‬‫ﺑﺎﻳﺪ‬ ‫اﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ‬:
‫ﺷﻮد‬ ‫اﻳﺠﺎد‬ ‫ﺗﻤﺮﻛﺰدﻫﻲ‬ ‫و‬ ‫ﺑﺨﺸﻲ‬ ‫ﺗﻨﻮع‬ ‫ﻣﻜﺎﻧﻴﺰم‬ ‫دو‬ ‫ﺑﻴﻦ‬ ‫ﻣﻨﺎﺳﺒﻲ‬ ‫ﺗﻌﺎدل‬.
‫ﻳﺎﺑﺪ‬ ‫ﻛﺎﻫﺶ‬ ‫اﺣﺘﻤﺎل‬ ‫اﻳﻦ‬ ،‫ﺗﺪرﻳﺞ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫و‬ ‫ﺑﺎﻻ‬ ‫اﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ‬ ‫اﺑﺘﺪاي‬ ‫در‬ ‫ﺑﺪ‬ ‫ﺣﺮﻛﺎت‬ ‫ﭘﺬﻳﺮش‬ ‫اﺣﺘﻤﺎل‬.
‫ﺣﺮﻛﺎت‬ ‫ﭘﺬﻳﺮش‬ ‫اﺣﺘﻤﺎل‬ ،‫ﺑﺪ‬ ‫ﺣﺮﻛﺎت‬ ‫ﭘﺬﻳﺮش‬ ‫ﺻﻮرت‬ ‫در‬‫ﺑﺪﺗﺮ‬‫ﻣﺮﺣﻠﻪ‬ ‫ﻳﻚ‬ ‫در‬‫ﻛﻮﭼﻜﺘﺮ‬‫ﺑﺎﺷﺪ‬.
1- Diversification
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA

6. 6
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA

7. 7
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA
‫اﺻﻠﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻳﺪه‬SA

8. 8
‫ﺑﻮﻟﺘﺰﻣﺎن‬ ‫اﺣﺘﻤﺎل‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬
‫ﺑﻮﻟﺘﺰﻣﺎن‬ ‫ﭘﺬﻳﺮش‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬1
EE
T
p e
 


9. 9
‫و‬ ‫ﺗﺼﺎدﻓﻲ‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﻳﻚ‬ ‫ﺑﺎ‬ ‫ﺳﺎزي‬ ‫ﺑﻬﻴﻨﻪ‬‫ﻛﻨﺘﺮﻟﻲ‬ ‫ﭘﺎراﻣﺘﺮ‬ ‫ﺑﺰرگ‬ ‫ﻣﻘﺪار‬T‫ﺷﻮد‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫آﻏﺎز‬.
‫اﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ‬ ‫ﺧﻼﺻﻪ‬SA
‫ﻋﺒﺎرﺗﻲ‬ ‫ﺑﻪ‬‫اﺑﺘﺪاي‬ ‫در‬،‫اﻟﮕﻮرﻳﺘﻢ‬‫زﻳﺎدي‬ ‫درﺻﺪ‬‫ﺷﻮد‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫ﭘﺬﻳﺮﻓﺘﻪ‬ ‫ﺑﺪ‬ ‫ﺟﻮاﺑﻬﺎي‬ ‫از‬.
‫ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ‬ ‫ﺗﻼش‬ ‫ﻛﺎﻓﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻧﺪازه‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫دﻣﺎ‬ ‫ﻫﺮ‬ ‫در‬)‫ﺟﺴﺘﺠﻮ‬(‫ﺷﻮد‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫اﻧﺠﺎم‬.
‫روش‬ ‫ﻣﻄﺎﺑﻖ‬ ‫ﻳﺎﺑﺪ‬ ‫ﺑﻬﺒﻮد‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫اﮔﺮ‬HC‫را‬ ‫ﺟﻮاب‬‫ﻗﻄﻌﺎ‬،‫ﭘﺬﻳﺮﻳﻢ‬ ‫ﻣﻲ‬
‫ﺑﺼﻮرت‬ ‫را‬ ‫ﺟﻮاب‬ ‫ﺑﻮﻟﺘﺰﻣﺎن‬ ‫ﺗﺎﺑﻊ‬ ‫اﺳﺎس‬ ‫ﺑﺮ‬ ‫اﻳﻨﺼﻮرت‬ ‫ﻏﻴﺮ‬ ‫در‬‫اﺣﺘﻤﺎﻟﻲ‬‫ﺑﭙﺬﻳﺮﻳﻢ‬ ‫اﺳﺖ‬ ‫ﻣﻤﻜﻦ‬.
‫ﻳﺎﺑﺪ‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫ﻛﺎﻫﺶ‬ ‫دﻣﺎ‬ ،‫ﺧﺎص‬ ‫اﻟﮕﻮي‬ ‫ﻳﻚ‬ ‫اﺳﺎس‬ ‫ﺑﺮ‬.
‫ﻣﺤﺎﺳﺒﺎﺗﻲ‬ ‫ﺗﻼش‬ ‫ﻛﺎﻓﻲ‬ ‫ي‬ ‫اﻧﺪازه‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫دﻣﺎ‬ ‫ﻫﺮ‬ ‫در‬ ‫ﻣﺠﺪدا‬)‫ﺟﺴﺘﺠﻮ‬(‫ﺷﻮد‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫اﻧﺠﺎم‬.
‫ﺗﻮﻗﻒ‬ ‫ﺷﺮط‬ ‫ﺑﺮﻗﺮاري‬ ‫ﺗﺎ‬ ‫ﻓﺮآﻳﻨﺪ‬ ‫اﻳﻦ‬)‫ﭘﺎﻳﺎﻧﻲ‬ ‫دﻣﺎي‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫رﺳﻴﺪن‬ ‫ﻣﻌﻤﻮﻻ‬(‫ﺷﻮد‬ ‫ﻣﻲ‬ ‫اﻧﺠﺎم‬.

10. 12
‫دﻣﺎ‬ ‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬ ‫اﻟﮕﻮﻫﺎي‬
‫اﻟﮕﻮي‬‫ﺧﻄﻲ‬1:
o f
i o
T T
T T i
N
 
   
 
Ti
Iteration (i)
T0
Tf
( )
N
1- Linear

11. 13
‫دﻣﺎ‬ ‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬ ‫اﻟﮕﻮﻫﺎي‬
‫اﻟﮕﻮي‬‫ﻧﻤﺎﻳﻲ‬1:
Ti
Iteration (i)
T0
Tf
( )( )
;
i
o f
o
A
T B
i
T T N
A B T A
N
 

 
  
1
1
 i iT T 1( )
N
1- Exponential
 0 1
‫دﻣﺎ‬ ‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬ ‫اﻟﮕﻮﻫﺎي‬
‫اﻟﮕﻮي‬‫ﻟﮕﺎرﻳﺘﻤﻲ‬1:
Ti
Iteration (i)
T0
Tf
ln( )
ln( )
A
i o
o f
T T i
T T
A
N
 


( )
N
1- Logarithmic

12. 14
‫دﻣﺎ‬ ‫ﺳﺮدﺳﺎزي‬ ‫اﻟﮕﻮﻫﺎي‬
‫اﻟﮕﻮي‬‫ﻫﻴﭙﺮﺑﻮﻟﻴﻚ‬1:
Ti
Iteration (i)
T0
Tf
  tanhi o f f
i
T T T T
N
  
      
  
1 10
1 5
2
( )
N
1- Hyperbolic