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标题:
标准粒群优化算法程序
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作者:
ppbear321
时间:
2009-8-12 13:25
标题:
标准粒群优化算法程序
%
标准粒群优化算法程序
8 T- ]! \- y/ \0 l
% 2007.1.9 By jxy
1 o6 j: ^2 V$ [& t; b; b! f% y
%
测试函数:
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
6 Y5 T2 D0 y7 n1 M. n" H' u
%
求解函数最小值
5 w# ]' M+ K1 ^5 q- z6 b5 K% b
# R9 [9 e. x# S4 f4 X
global popsize; %
种群规模
8 C$ C$ a4 b6 v7 z* f1 N1 j4 O* i
%global popnum; %
种群数量
5 t7 `6 G# W" v( v7 W/ \
global pop; %
种群
* v( y9 r) l$ a( O
%global c0; %
速度惯性系数
,
为
0—1
的随机数
+ V0 l0 l3 R8 T' ~$ O" a
global c1; %
个体最优导向系数
$ v( z' Q2 T4 ?. f! \6 T& P
global c2; %
全局最优导向系数
& ~5 d" y8 b. K. g: r
global gbest_x; %
全局最优解
x
轴坐标
2 {2 C' d8 ~: V# U, g
global gbest_y; %
全局最优解
y
轴坐标
8 V' Z1 C2 U; g Q6 w$ r
global best_fitness; %
最优解
+ K& z' c% I7 V
global best_in_history; %
最优解变化轨迹
8 n( b$ n- g5 Y k1 c: C& a9 s
global x_min; %x
的下限
3 l6 ^7 q* O4 ?
global x_max; %x
的上限
& v# v4 M3 Y4 w) R+ {
global y_min; %y
的下限
7 `, v3 U; `; X# i" u$ a
global y_max; %y
的上限
: s6 a6 m4 T" H% f; E+ @
global gen; %
迭代次数
" h$ M: s$ W. b i+ i0 Y
global exetime; %
当前迭代次数
& i( w5 z, l* o5 d$ `
global max_velocity; %
最大速度
: j# k! n5 ]) B! t! n' R
: E Z/ g; `1 p
initial; %
初始化
! p* }8 l* @# M) p* r! @( z
+ D+ ?# C2 m: w; e9 T; a1 j: ?
for exetime=1:gen
4 y$ n$ x6 S5 e( x+ A
outputdata; %
实时输出结果
, y& Y" }6 | k" J3 I$ D
adapting; %
计算适应值
4 u- Q! n' K# f
errorcompute(); %
计算当前种群适值标准差
0 z* U3 M3 M- K- r0 Y% w
updatepop; %
更新粒子位置
: V- }/ l' f7 F
pause(0.01);
' ]9 E5 K/ R& |! W
end
, p: {9 E3 n4 C" H0 ^$ j
" X, P3 i. Z3 E
clear i;
$ }9 N4 ]4 w3 H3 V' d: i
clear exetime;
! O4 E. N, f! }" m! I& A) [
clear x_max;
, D& m5 X# k5 I# M [8 B
clear x_min;
3 W2 r; t6 t+ P0 Z
clear y_min;
& S! t8 B$ W5 H
clear y_max;
, {( |, R9 A+ U, Q
% I% ~% q' [4 q$ B" u# D" |; J
%
程序初始化
& b( B _1 Q1 Q [ K0 z- A
1 f8 D' ~; m5 q; t
gen=100; %
设置进化代数
& g2 e6 G. T2 w* F( h5 V
popsize=30; %
设置种群规模大小
# o2 q9 F$ H" X: q: c# M: Y
best_in_history(gen)=inf; %
初始化全局历史最优解
4 L2 l- F6 m* l7 m4 A. t4 |, p
best_in_history(
=inf; %
初始化全局历史最优解
3 Z& S, O: ]7 T" b. Q
max_velocity=0.3; %
最大速度限制
6 ~3 ~( X7 y2 c( Q: @' |
best_fitness=inf;
. m/ B* C& v) z, D
%popnum=1; %
设置种群数量
5 R0 ?, ]- ]# H& _5 P
4 |% f1 u; L- h0 Y- e: c/ s
pop(popsize,8)=0; %
初始化种群
,
创建
popsize
行
5
列的
0
矩阵
9 t5 ]/ ]9 W. \
%
种群数组第
1
列为
x
轴坐标,第
2
列为
y
轴坐标,第
3
列为
x
轴速度分量,第
4
列为
y
轴速度分量
, S4 x9 l% [0 ~0 @
%
第
5
列为个体最优位置的
x
轴坐标,第
6
列为个体最优位置的
y
轴坐标
; V/ Y$ ^7 A2 o6 t
%
第
7
列为个体最优适值,第
8
列为当前个体适应值
2 D+ e; k7 h3 o# D+ C% ?" }1 M
) T7 x& `! O* _, U
for i=1:popsize
2 C/ p4 z8 \! l/ I0 s8 n
pop(i,1)=4*rand()-2; %
初始化种群中的粒子位置,值为
-2—2
,步长为其速度
/ v* x5 D# _* H( @0 i
pop(i,2)=4*rand()-2; %
初始化种群中的粒子位置,值为
-2—2
,步长为其速度
1 t B9 c, M9 v; |, y
pop(i,5)=pop(i,1); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
( O' @6 e: X! l' D0 y( I
pop(i,6)=pop(i,2); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
/ E: y* G1 n5 u' i/ U
pop(i,3)=rand()*0.02-0.01; %
初始化种群微粒速度,值为
-0.01—0.01
,间隔为
0.0001
: k6 X$ [- ?, p; g* c2 S. ]
pop(i,4)=rand()*0.02-0.01; %
初始化种群微粒速度,值为
-0.01—0.01
,间隔为
0.0001
/ m" v: T/ d6 p7 K, O
pop(i,7)=inf;
9 \% `2 C' Q% Y4 ^, I! B1 p
pop(i,8)=inf;
) c# ~# h8 b( G9 d4 e( J: l
end
. \& z6 T/ `( f7 |( b6 O* A& t
5 B- u; R$ q; z1 I/ ~! X9 ]" t* n
c1=2;
. r* \; `( h& j
c2=2;
- M& j$ [8 L- I7 L( B
x_min=-2;
( r2 ?+ D& ]* h5 N1 F7 [
y_min=-2;
/ h% `) H/ V: q& J& E* h
x_max=2;
" G% {$ h! D3 m% p l
y_max=2;
, l9 S/ K1 ^- C) V& _" ] d" e
9 n" |# c, G8 _* S1 t* g
gbest_x=pop(1,1); %
全局最优初始值为种群第一个粒子的位置
4 c0 g/ D3 S8 q- T
gbest_y=pop(1,2);
& {; U/ s5 R7 J9 ]! v% m/ N7 x
4 z* [) m8 u' w% Q; ?$ u
%
适值计算
3 o# u+ C# ~9 T; F \7 W7 ?8 o
%
测试函数为
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
7 m7 q; h5 l O" j
# \* V" ^9 w+ A" _9 s; q
%
计算适应值并赋值
7 ?$ K) u1 h) q+ |5 w4 m! X" B1 X0 t
for i=1:popsize
. ?4 I/ t7 w; ]
pop(i,8)=100*(pop(i,1)^2-pop(i,2))^2+(1-pop(i,1))^2;
% y5 a2 C. N. [- g6 A2 C7 \
if pop(i,7)>pop(i,8) %
若当前适应值优于个体最优值,则进行个体最优信息的更新
+ _' y" b" e- k0 J) s p
pop(i,7)=pop(i,8); %
适值更新
# b% e; O, A* Z* K6 ]9 V
pop(i,5:6)=pop(i,1:2); %
位置坐标更新
* O' \, L S% I
end
! D- L+ l; l) ~+ B9 y( v8 z( o$ j
end
q- }1 k8 L4 C6 a# I, u/ D' w/ N
9 M0 h4 K; ]4 \$ B! V
%
计算完适应值后寻找当前全局最优位置并记录其坐标
8 |& n. V7 ^. O2 L5 m9 {' a
if best_fitness>min(pop(:,7))
6 S; {9 r* k. x6 n4 C4 ^6 M
best_fitness=min(pop(:,7)); %
全局最优值
) q# ]+ {7 E5 C% m
gbest_x=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),1); %
全局最优粒子的位置
* s1 m& \- y) W) r
9 k f+ U/ L! t
gbest_y=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),2);
9 c4 r3 I- I" F2 ?
end
+ G6 a" E4 `3 L" Z
& i, @) y* M! v& r! Q C1 [; i
best_in_history(exetime)=best_fitness; %
记录当前全局最优
* B) z- U; G H
- ~. I! h) b; O" @6 r, C! M
%
实时输出结果
; }0 Y, u- l/ }% R: ^2 Q
- {. P% b, C/ v% `. v' k- I
%
输出当前种群中粒子位置
! S# D" [+ r! s0 B
subplot(1,2,1);
6 n+ F0 M( J [* Q6 X4 w& A; i5 L
for i=1:popsize
5 Q5 v% u+ u* J& X/ r
plot(pop(i,1),pop(i,2),'b*');
: |2 n: p1 P) ~: c5 O8 K* t4 t) v, Q
hold on;
5 R0 P: O+ x8 S% Q
end
2 O8 i7 P$ d8 J0 x
+ R0 L. E% S' l% Y( N) K+ q% M
plot(gbest_x,gbest_y,'r.','markersize',20);axis([-2,2,-2,2]);
6 O. Z% N) ^& R/ H4 K5 U
hold off;
8 h! O' T1 a4 G$ k. d7 ^3 O
# u# X+ Y4 t$ c) n+ R0 ^1 B
subplot(1,2,2);
' M6 j4 p1 E7 p' |3 v; R
axis([0,gen,-0.00005,0.00005]);
! G# ~+ f! m! p- _' j2 A v+ ?/ e
* ` \) S& P/ e
if exetime-1>0
+ s/ }% ?) _8 m( H! ^& [
line([exetime-1,exetime],[best_in_history(exetime-1),best_fitness]);hold on;
; ?6 ~6 Z7 e: G
end
+ h& ~) p% W2 D% L6 e
$ t* b0 Z! `9 R K2 [2 g
%
粒子群速度与位置更新
& B, D b$ y a0 _& S, S
! E5 y% N& x3 `3 U d a) H+ {
%
更新粒子速度
# H* z( z% G1 c; h+ N; Z. f
for i=1:popsize
1 u' x+ l# ]6 r W# D7 \
pop(i,3)=rand()*pop(i,3)+c1*rand()*(pop(i,5)-pop(i,1))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,1)); %
更新速度
/ e b, e+ U' n+ L" j" O& I. w2 p
pop(i,4)=rand()*pop(i,4)+c1*rand()*(pop(i,6)-pop(i,2))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,2));
1 q0 P2 P/ B9 W7 G; v, g: A* S0 ]2 i
if abs(pop(i,3))>max_velocity
1 u- s$ _7 w& q; p4 b) U& Z
if pop(i,3)>0
& u5 `/ G" a; r: u) P
pop(i,3)=max_velocity;
9 g3 M" _+ P4 |- f$ ?! I
else
, H7 L7 z0 J# y4 h5 u! b% X
pop(i,3)=-max_velocity;
, w/ S% E) z& K2 s; D* z
end
6 m# k6 t5 H( V s( x% @7 Y
end
1 i, U4 O$ q0 _# [9 T
if abs(pop(i,4))>max_velocity
: T% f5 _( e; J. P
if pop(i,4)>0
: X ]7 O& ^ m
pop(i,4)=max_velocity;
- ?; w( U6 m6 b1 b% y
else
; Q) y) ~. ~) Z B
pop(i,4)=-max_velocity;
. ?. d9 h. U4 i% _$ I
end
2 P4 ~& Q- ~2 r7 A' u" u5 Q. P
end
# v7 Z2 t0 g- [: c
end
6 T9 R1 i$ O# Y# i/ G
. g1 F, w3 N( q' i
%
更新粒子位置
e5 [ R) e# B
for i=1:popsize
! f: q2 M* L+ I; N5 x) m
pop(i,1)=pop(i,1)+pop(i,3);
8 C: H- Y0 U8 h7 f9 g3 R$ G
pop(i,2)=pop(i,2)+pop(i,4);
) M* n, |' h2 R% _+ _- V3 L
end
0 |0 {! w5 E1 s9 w& C
+ F& q& u; ^' t; @; X
6 O9 W9 ` y" U) ?
_* q7 S0 X: p% ~6 V% ]1 o- w8 U
0 g. o" s# }: m' c
3 c# V$ s& D3 [* ~ o5 u
( S/ |8 m; |+ M2 ^* r- n% y8 j
1 d: k" D& |% N! b; i
9 u3 {( I/ |) e" k) q$ e
`: t6 ]% }4 H" ?% ?
: p8 I7 h/ V: J6 j1 b
; M) r* ]' {# ?1 K) u5 d
5 ?3 V5 \) G" O9 l6 u. O1 ]' _& ^
" q' z5 Z# G. U$ j5 n$ ?1 W- g
3 c9 Z1 | S: |+ q+ _0 Y0 M
$ c/ k6 G* X- ]6 {' v$ x; P9 W( a
& D# P7 Z; y7 o* j: T
2 v) F" H5 V9 I" ^, |
% A SIMPLE IMPLEMENTATION OF THE
# q0 z# c8 n5 u0 w# f8 Z
% Particle Swarm Optimization IN MATLAB
0 E) L& W R5 `+ g2 M7 ]6 ~7 x% S) x3 T
function [xmin, fxmin, iter] = PSO()
1 z1 y( l5 {" q$ |, t
% Initializing variables
# S* ^ m8 X' M/ W& j
success = 0; % Success flag
) J# M0 ^" X, U% Z6 z7 J6 F1 E
PopSize = 30; % Size of the swarm
$ q" [5 t7 R3 h, ]
MaxIt = 100; % Maximum number of iterations
9 v |9 ~; G$ G) c& d4 f
iter = 0; % Iterations’counter
8 Z4 ~, h3 u: E& A( g$ X& {% s/ E
fevals = 0; % Function evaluations’ counter
0 q! Y3 V, ^( P
c1 = 2; % PSO parameter C
1
: |3 Y3 |, o1 ]* n# |! i
c2 = 2; % PSO parameter C2
0 ~; L4 A; S! y* `
w = 0.6; % inertia weight
5 D0 i- c2 T2 s6 Z$ e
% Objective Function
( H' Z6 Z; c1 z4 g4 r# s5 k8 V' B
f = ^DeJong^;
: X8 E( D, ]4 o* h" y# G
dim = 10; % Dimension of the problem
- c/ z" \+ p+ C0 ^8 Z
upbnd = 10; % Upper bound for init. of the swarm
9 D* h9 q& p! a
lwbnd = -5; % Lower bound for init. of the swarm
/ r4 ?8 K e" W) G) ?" }! C
GM = 0; % Global minimum (used in the stopping criterion)
1 ^( g2 e# Z9 v
ErrGoal = 0.0001; % Desired accuracy
. D, K8 v8 D5 e$ K2 u; ]& V
9 F8 G4 U \ ?7 l0 E
% Initializing swarm and velocities
$ D2 C) u; W7 m2 B; a4 ]+ H
popul = rand(dim, PopSize)*(upbnd-lwbnd) + lwbnd;
' i# \# t9 `! D* f' S$ }
vel = rand(dim, PopSize);
# [4 J8 V# W F# r- q
1 Y( H9 W: p/ N" S; m$ E
for i = 1
opSize,
$ ?4 J n3 e7 U
fpopul(i) = feval(f, popul(:,i));
" @ U/ f6 Q% D
fevals = fevals + 1;
5 C5 c* q) J' ?# J
end
* B6 Q7 k2 ?$ _6 ^% e8 P
* V A X; X4 i# g$ e
bestpos = popul;
9 U1 i% N: U9 h. `1 Z' F y
fbestpos = fpopul;
# R% K2 d$ x- j/ F, j1 a
% Finding best particle in initial population
! Q# I: [. @7 t- `+ u
[fbestpart,g] = min(fpopul);
$ g" Y5 c7 K- E7 Z6 B U
lastbpf = fbestpart;
" |- H" m0 ]- S4 j
/ z/ m E) W8 c
while (success == 0) & (iter < MaxIt),
% I+ @# h8 k3 ?5 T7 Z A
iter = iter + 1;
$ ]6 W/ o; A; M2 e7 ]
4 ?1 A. H) e7 s3 x$ x1 L# E
% VELOCITY UPDATE
0 j: P; E8 x5 ]) k
for i=1
opSize,
0 [/ b7 U/ Z! a# K, U) m& d' y
A(:,i) = bestpos(:,g);
2 X6 k+ O3 e0 B. d. ?; P
end
/ l" R* ]2 E: ~6 {$ Z
R1 = rand(dim, PopSize);
, x l' Q$ Y. h4 g
R2 = rand(dim, PopSize);
) @$ J* v1 ~) [* B
vel = w*vel + c1*R1.*(bestpos-popul) + c2*R2.*(A-popul);
# x- a4 S& [$ c. c5 s
' K9 S& D7 W, \3 M7 R
% SWARMUPDATE
+ Y. u/ D" d- ~
popul = popul + vel;
- l$ D* Y. w' P( e; l. ^
% Evaluate the new swarm
& P# e+ ?/ t% x- K
for i = 1
opSize,
8 [ K5 r) @+ _" O
fpopul(i) = feval(f,popul(:, i));
1 K9 i* m6 Y) W: o
fevals = fevals + 1;
/ }9 }* O0 \7 M. ?1 J
end
: ~$ t, A+ ? b8 R
% Updating the best position for each particle
- N/ F ?$ A6 K8 R
changeColumns = fpopul < fbestpos;
/ C3 o# J5 Z* I: e; i) D
fbestpos = fbestpos.*( 1-changeColumns) + fpopul.*changeColumns;
! b4 d! u8 y+ J& B3 n
bestpos(:, find(changeColumns)) = popul(:, find(changeColumns));
" N8 c& y/ l. ~4 y& f& Q
% Updating index g
; \$ o5 B4 |! h4 b6 H
[fbestpart, g] = min(fbestpos);
3 c. [5 B' |3 B" D5 w
currentTime = etime(clock,startTime);
5 u& ~% i% m/ O" k
% Checking stopping criterion
/ |2 S2 m5 }# t4 M7 {( A. b" [! a
if abs(fbestpart-GM) <= ErrGoal
+ G2 M9 _- k8 Z9 ?# e
success = 1;
, [" W7 u Z' t; w: f
else
$ ?& i6 d! h$ |5 t/ |
lastbpf = fbestpart;
, s* K; U, c" ?0 i1 a
end
" u( g8 l3 J o f
* q" u$ h! ]7 x
end
& A# v" P+ U7 f* E1 P! _( b% V ?
, S/ ]# p3 X& M1 P" J. H, V
% Output arguments
8 W7 P0 |8 X5 K6 W5 L$ {/ x, `8 p
xmin = popul(:,g);
) z/ R2 h, G: [0 N8 M
fxmin = fbestpos(g);
: W. T' \ l f( ^; f8 H
2 v& E* ~ ^5 J/ G
fprintf(^ The best vector is : \n^);
" {# ]5 A3 D: a S. |0 c! Y) z3 b
fprintf(^--- %g ^,xmin);
4 n& ~- N( J0 |; Z0 ?
fprintf(^\n^);
2 T" d' o% v/ O3 \' k& F6 ?
%==========================================
: Q# J: U: I3 n; u
function DeJong=DeJong(x)
' } P: _6 ~1 s: p
DeJong = sum(x.^2);
作者:
316855894
时间:
2010-8-9 14:49
看不懂。模糊模糊的
作者:
∵日¤新∵
时间:
2013-1-24 01:11
好像好难啊!!!
作者:
∵日¤新∵
时间:
2013-1-24 01:12
好难好难啊!!!
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