基于Matlab的次梯度下降算法、扩展梯度算法、加速梯度算法非线性优化问题的数值仿真。
1. 次梯度下降算法:适用于不可微或非光滑的优化问题,如L1正则化。它简单且通用,对步长的选择相对宽松。
但收敛速度可能较慢,尤其是在目标函数的非光滑部分。此外,次梯度下降可能不会总是沿着下降方向进行,这可能导致非单调收敛行为。
2. 扩展梯度算法:能够处理带有约束的优化问题,通过引入拉格朗日乘子和KKT条件,可以找到满足所有约束的最优解。但计算成本可能较高,尤其是在每次迭代中需要解决线性方程组的情况下。对于非凸问题,可能会收敛到局部最优解而非全局最优解。
3. 加速梯度算法:通过引入动量项,可以加速收敛速度,尤其是在目标函数光滑且强凸的情况下。这种方法可以更快地接近最优解,并且对于条件数较大的问题特别有效。实现相对复杂,需要精心设计动量项和步长。程序已调通,可直接运行。