数值计算之 共轭梯度法(2)非线性共轭梯度法
数值计算之 共轭梯度法(2)非线性共轭梯度法
- 前言
- 非线性共轭梯度法
前言
上篇写了线性共轭梯度法,本篇继续非线性共轭梯度法
非线性共轭梯度法
非线性共轭梯度法:
- k=0k=0k=0,通过梯度下降法初始化x0,r0=∇f(x0),p0=−r0x_0,r_0=\nabla f(x_0),p_0=-r_0x0,r0=∇f(x0),p0=−r0
- 迭代到kkk轮,判断收敛条件,如果不满足则进入第3步
- 通过非精确线搜索计算αk\alpha_{k}αk
- xk+1=xk+αkpkx_{k+1}=x_k+\alpha_{k}p_kxk+1=xk+αkpk
- rk+1=∇f(xk+1)r_{k+1}=\nabla f(x_{k+1})rk+1=∇f(xk+1)
- βk+1=rk+1Trk+1rkTrk\beta_{k+1}=\frac{r_{k+1}^Tr_{k+1}}{r_{k}^Tr_{k}}βk+1=rkTrkrk+1Trk+1
- pk+1=−rk+1+βk+1pkp_{k+1}=-r_{k+1}+\beta_{k+1}p_kpk+1=−rk+1+βk+1pk
- k=k+1k=k+1k=k+1
以上就是FR-CG法的流程。
为了确保全局收敛性,使用FR-CG法时,要结合Strong Wolfe Condition,并且收敛速度比较慢。
将β\betaβ的更新方式进行更换,可以获得收敛速度更快的PR-CG法:
β^k+1=rk+1T(rk+1−rk)∣∣rk∣∣2βk+1=max{β^k+1,0}\hat \beta_{k+1}=\frac {r_{k+1}^T(r_{k+1}-r_{k})}{||r_k||^2} \\ \quad \beta_{k+1}=\max \{\hat\beta_{k+1},0 \} β^k+1=∣∣rk∣∣2rk+1T(rk+1−rk)βk+1=max{β^k+1,0}
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