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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
; E$ [( K) b1 z9 h0 I6 s2 g5 p) \
% 2007.1.9 By jxy
& l1 ^& V3 q7 u- e) B I
%
测试函数:
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
3 w" |; l1 i: O3 [
%
求解函数最小值
) m# `, {! x# T, b7 J8 s
0 S. \' A4 o6 }3 D7 A' Y3 ^3 i1 d; Q
global popsize; %
种群规模
/ P' q6 S, C- M, H/ q8 g* M
%global popnum; %
种群数量
7 y- ^. C4 v* L, T5 o/ C
global pop; %
种群
4 }) l5 M: A! ?$ q" _
%global c0; %
速度惯性系数
,
为
0—1
的随机数
* J1 ~+ t2 _' j. N4 j7 [0 A1 m
global c1; %
个体最优导向系数
9 C$ @5 [' w7 Y! X* i" [8 M2 n% T
global c2; %
全局最优导向系数
2 {, \" W: s v6 Q0 ]$ h" n
global gbest_x; %
全局最优解
x
轴坐标
1 m T+ N. X3 h: ~
global gbest_y; %
全局最优解
y
轴坐标
: J" R5 u$ @- T4 u+ P, u
global best_fitness; %
最优解
$ `5 {1 a/ u$ `; E; v/ \
global best_in_history; %
最优解变化轨迹
. n' z" a' _% ]+ [+ Q
global x_min; %x
的下限
3 q$ m' C; y4 G
global x_max; %x
的上限
% ~$ R6 ~% C/ y+ Z+ Y
global y_min; %y
的下限
! m# a. N! ^6 W& q J+ X- P
global y_max; %y
的上限
' u9 G1 w- U! W) r, v C
global gen; %
迭代次数
, i! B6 x+ ^' W E& A" i
global exetime; %
当前迭代次数
6 W+ m% w8 q2 T
global max_velocity; %
最大速度
6 v( K4 s+ I" {7 |, h
, L$ X1 h1 o: a. b$ j2 ?% F
initial; %
初始化
, q; k9 I6 I+ W5 j2 T/ U
/ T9 n# W+ V" _* ~* G1 r4 j
for exetime=1:gen
' o+ P0 K2 z1 }! r& N! e7 j
outputdata; %
实时输出结果
0 O ]. J$ l+ j1 Y
adapting; %
计算适应值
" m$ l5 l! d; l
errorcompute(); %
计算当前种群适值标准差
8 w3 ]) e" o3 D: n% R* X& B( y
updatepop; %
更新粒子位置
/ o0 P5 o Y# W$ S) y, M
pause(0.01);
; i. p$ ^' t1 ]8 H' U, o% l
end
% a( J8 o% S! H4 g3 c8 r1 }$ T! Z
, M% y% x4 t E# a6 O, f |/ W5 k. t
clear i;
& g, D3 F5 c6 X2 {+ C$ q
clear exetime;
0 f; }) z b# Z8 L) I
clear x_max;
) V1 `" f" o; u; H
clear x_min;
# k/ C7 `) ~7 y! a: l
clear y_min;
" u7 D5 \& V/ s% p; U) K! w4 n! T
clear y_max;
; N* s/ R# H2 G/ F& D8 b. ~$ \' ?
7 v8 Y% K6 @& H* Q
%
程序初始化
! W" i9 m8 }6 |1 J
% `- Y" E( M# M3 V
gen=100; %
设置进化代数
. m. [6 X. H' t p
popsize=30; %
设置种群规模大小
$ o% L$ I+ E* t7 m. O- s, k' J, ?. T1 C
best_in_history(gen)=inf; %
初始化全局历史最优解
0 ^# S+ ~3 Y' v/ y
best_in_history(
=inf; %
初始化全局历史最优解
: \% c! c' ^+ @" H# b$ Q
max_velocity=0.3; %
最大速度限制
2 g3 z; c4 A+ [ g- B
best_fitness=inf;
# w7 F9 [- Z$ Z
%popnum=1; %
设置种群数量
" f3 ]% ^( p$ y, F4 L$ ~
3 R3 F+ `/ s8 a0 m) g- G3 y. q( ?
pop(popsize,8)=0; %
初始化种群
,
创建
popsize
行
5
列的
0
矩阵
, L4 i3 P5 \. Z: u/ J- P9 b
%
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
* w& ~0 y) Q% s0 P
%
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
z( H6 U: E! ~5 X s
%
第
7
列为个体最优适值,第
8
列为当前个体适应值
8 Y) q+ F5 O' X5 Z% {
, x$ m% _$ E4 H
for i=1:popsize
! j" [/ l# n/ ^6 h8 o5 C
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
) z8 r( R) H/ `6 c
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
. J' D4 g; `5 i: O0 q* v
pop(i,5)=pop(i,1); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
- }8 v% H$ r* A2 A3 N
pop(i,6)=pop(i,2); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
5 e. E( j, z6 v
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
2 C6 j6 X1 A5 N. Q& _2 f
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
) N e" T- m) W* b% F
pop(i,7)=inf;
; m" [" h S- Q! P% w
pop(i,8)=inf;
# Z5 ]" v+ I9 t2 ?5 o6 V
end
; ~" t8 e) H Q/ E5 R4 |* _
4 W: h1 B9 O" q
c1=2;
4 ^6 y/ a, [7 R v! F' v
c2=2;
! `, L/ E* k3 W$ c$ t
x_min=-2;
8 k3 c& l& ?) f
y_min=-2;
: ~6 S& O( [. S7 L4 Y
x_max=2;
$ O* `# l+ f% l, J" s# w# R" p
y_max=2;
# E. r( q1 }* U, f$ D. K0 D6 V
$ P$ a- P) F3 Y: S
gbest_x=pop(1,1); %
全局最优初始值为种群第一个粒子的位置
" t/ {0 `, A" a& r! X- i
gbest_y=pop(1,2);
8 p/ f7 P2 I" g" ?+ w( s
0 T h6 s$ M! ^
%
适值计算
. y! w( W5 c4 x3 V
%
测试函数为
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
% a# u6 G6 c/ j, x/ ~
/ ~% i, l" ]' n& Q7 y4 A M
%
计算适应值并赋值
- G1 v$ U4 H! }% Y( G/ W
for i=1:popsize
5 c2 J0 d/ }8 @
pop(i,8)=100*(pop(i,1)^2-pop(i,2))^2+(1-pop(i,1))^2;
( }! R2 S7 ]9 F# N! _
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
: g. ?5 B- @3 M, I
pop(i,7)=pop(i,8); %
适值更新
' x4 D# @9 l% D. k
pop(i,5:6)=pop(i,1:2); %
位置坐标更新
8 y' Y S% l+ U+ Q6 n
end
7 g. h. G4 {+ q3 }
end
# q. _( k: T8 H0 w N
# \; a3 v6 A' ]( i8 ?+ A8 y$ f
%
计算完适应值后寻找当前全局最优位置并记录其坐标
9 w* H! t! S' X
if best_fitness>min(pop(:,7))
% R" r- J7 {( _7 O1 w
best_fitness=min(pop(:,7)); %
全局最优值
0 Q, f2 N; }! Q
gbest_x=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),1); %
全局最优粒子的位置
# N9 y) {/ R4 D1 l/ g/ ]
0 ]; e) e1 ^2 ?. P( Y
gbest_y=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),2);
) O. y( m1 v: F# N
end
( c; D8 ?: d% i- b$ A% }
, u3 I6 f; m# Y) u/ G4 Z
best_in_history(exetime)=best_fitness; %
记录当前全局最优
% J# U2 q7 {: D# H n1 _
- z5 K8 V8 P g7 m3 H; E2 }- i
%
实时输出结果
0 \* Z! k- ]1 ^' U h1 i( T9 A
* L* g9 ?. q8 u& f2 k
%
输出当前种群中粒子位置
( l. H3 c1 ^- I
subplot(1,2,1);
$ {8 o; {% c$ t3 h! y
for i=1:popsize
! X: X+ @9 m6 I, d
plot(pop(i,1),pop(i,2),'b*');
& S g8 o+ ?* [1 Y; d
hold on;
# S- S& c+ y# M' s
end
/ v$ z8 X8 R' w* C n, b
$ @5 g/ t6 C- O; g2 K& W, `
plot(gbest_x,gbest_y,'r.','markersize',20);axis([-2,2,-2,2]);
, r8 R/ F3 w6 K- }; Y8 p% Z3 a$ u. v+ n
hold off;
' i; k! h# s8 Z- F- @& x
3 L0 i% I) K" N- ?! u, b' [
subplot(1,2,2);
8 W2 d; W0 K$ |
axis([0,gen,-0.00005,0.00005]);
$ S$ p! q+ r/ ~1 a+ I! ^8 o
0 q& V ]5 \, J& C/ e0 A& N' w
if exetime-1>0
! F! ?4 h" B5 w* Z1 V
line([exetime-1,exetime],[best_in_history(exetime-1),best_fitness]);hold on;
5 x; R2 g" o/ u$ G* A
end
* D2 W4 s$ W1 y y: f# O
5 `3 y* ~$ A4 t2 E8 [0 L) ?
%
粒子群速度与位置更新
3 r7 X+ ^ @, _+ [: Q
4 g% z7 _: \% U5 f( J
%
更新粒子速度
$ _/ F- \ }! R# d$ x! S* ~
for i=1:popsize
6 G7 W+ v7 g% p
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
1 _0 w" b$ i2 } g" W0 E% u" m7 M
pop(i,4)=rand()*pop(i,4)+c1*rand()*(pop(i,6)-pop(i,2))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,2));
3 \6 y5 m. [! Q+ o, d) I6 ^7 s
if abs(pop(i,3))>max_velocity
" f- K. X# k( P
if pop(i,3)>0
+ j: J: t7 {" q: B" M3 r: Z7 k/ ]2 X
pop(i,3)=max_velocity;
( z8 q- Z1 {8 p$ X+ U/ M
else
6 i7 G' V* [, O$ t. [, ], x( N
pop(i,3)=-max_velocity;
! Y# i/ C6 I0 \
end
9 x4 L" l) P0 M( ~ v0 B; Q$ E a. |
end
# n+ i; f( _( h0 Y
if abs(pop(i,4))>max_velocity
! o1 @& P: ?! y' o* P
if pop(i,4)>0
3 d& w; ] I+ _/ P! B+ n
pop(i,4)=max_velocity;
/ X8 T3 L/ S9 ~$ }! x/ c) a* y0 R/ C
else
8 L4 R9 f! ^& B, }' g
pop(i,4)=-max_velocity;
Q; y* }. ~! k! ^
end
o7 `( r+ A7 n ~) g; Z, @. t
end
, r( x! t5 H9 t# l
end
6 t; v; w8 _& S. |* Y
. ^+ t5 ] e" m9 L& x7 g
%
更新粒子位置
! J$ d. g, q: U$ Q4 O1 s( f
for i=1:popsize
3 l: q, D) N# F" d! L" W( o6 t
pop(i,1)=pop(i,1)+pop(i,3);
6 d: \- d2 L G, X" O
pop(i,2)=pop(i,2)+pop(i,4);
3 @. U2 q3 L* d& _# b
end
9 Z9 \ G% S% s w5 k
# I* y4 t3 E* g* G
8 h* ^8 ~- a" a9 J, u$ M
$ [" Z* @2 d4 X. ^2 J' K
$ C5 S( |: t; ]* g- S8 a$ Y4 V
9 q' p6 P! O! l+ p- @0 U2 x# G& I4 H
, h: v% w! a8 b) B
) t- Z5 u2 y& \, }+ ~8 v6 B
9 C0 l4 ?0 s& j
- z! Y: M2 \: S8 z, O' n: I
1 a5 m$ e# S# }# J2 _
" S, A' y- e3 _& h8 P5 k3 E& S
2 \$ ^0 s8 N" _0 I$ K/ q+ {
2 m" Z% x0 b7 o) p
3 i" G( G. }; \2 h
9 r" c0 w7 j5 N! L
$ e" G) U$ [0 N. L; q
! ^7 m \3 v" D
% A SIMPLE IMPLEMENTATION OF THE
* b. s; m; V l- ?; i" k1 s
% Particle Swarm Optimization IN MATLAB
/ I8 C7 b M9 h. i3 }$ ]. T2 Z4 O
function [xmin, fxmin, iter] = PSO()
; N! ]1 u3 t: V
% Initializing variables
4 {( G8 a! s4 D9 C. z, I
success = 0; % Success flag
& g; S. w# N; h3 i2 y a
PopSize = 30; % Size of the swarm
, C9 B" U; {, N3 A0 T
MaxIt = 100; % Maximum number of iterations
) o8 ?2 E) l8 M; S: a) c, T
iter = 0; % Iterations’counter
1 c; d: R" V$ g- b8 g: k
fevals = 0; % Function evaluations’ counter
# e Z5 u* P! G! q. ]* Q2 ~. v. O6 V
c1 = 2; % PSO parameter C
1
/ _; e1 G8 n+ L8 W
c2 = 2; % PSO parameter C2
+ M: T2 k( M0 L; Y8 U( N
w = 0.6; % inertia weight
. l, j' S X0 z @: l' X6 F" q
% Objective Function
: B( z, r. Y( \* t, b& ~
f = ^DeJong^;
) S, n( ?- H- W
dim = 10; % Dimension of the problem
+ v3 U! i9 i5 d
upbnd = 10; % Upper bound for init. of the swarm
' n) k- F `0 K* x8 |& h' _
lwbnd = -5; % Lower bound for init. of the swarm
_7 ]" \/ g& K( o9 N; z# A$ t
GM = 0; % Global minimum (used in the stopping criterion)
! u* ]/ q$ o+ |
ErrGoal = 0.0001; % Desired accuracy
4 _8 J) V ~; d3 Z2 y
( R4 d7 \# K0 ^! Q1 U) A0 s8 m- G2 R
% Initializing swarm and velocities
% D9 ~ R# p$ @, S4 g
popul = rand(dim, PopSize)*(upbnd-lwbnd) + lwbnd;
+ s5 g. D& e& {! C1 K2 u$ n" E
vel = rand(dim, PopSize);
/ Z; e% q* H; ^- H0 m: K4 T
% \2 m; u0 A/ ^
for i = 1
opSize,
0 U$ B/ M' T9 q* R* W/ d
fpopul(i) = feval(f, popul(:,i));
$ {6 m& ]; e3 J1 F2 b
fevals = fevals + 1;
) E# P; ~* u6 b$ r1 m- m6 b+ f" C
end
5 S. a3 |, ?5 M
! o, R \. Y/ U" M1 M. J% [8 B: y
bestpos = popul;
5 S( J9 A: Q# C3 P
fbestpos = fpopul;
8 H# \$ H9 w! D9 G. |1 j
% Finding best particle in initial population
' B9 M7 w" ?% J) S; R- [
[fbestpart,g] = min(fpopul);
! s1 k4 Z5 U5 @" v8 J( c$ }
lastbpf = fbestpart;
! O n* n( d# d( b% B# Q
( a$ n8 o. c7 i& v& x/ u# @
while (success == 0) & (iter < MaxIt),
1 ]$ `$ X G- ]3 W8 T6 p% G3 j# V6 |; \
iter = iter + 1;
+ j9 X$ \, ~- l: s" E
5 y! s+ s- o" W2 n: s3 l# w R4 g
% VELOCITY UPDATE
Z. p. e, Q# c: b
for i=1
opSize,
1 [4 N: {7 B% h( Q# E; q; N
A(:,i) = bestpos(:,g);
. _, [% g. l4 [# g% e
end
6 }" S, N4 j' S' u% s/ q
R1 = rand(dim, PopSize);
5 k5 S5 n1 Q6 W- X& H3 [! V2 F, P) m
R2 = rand(dim, PopSize);
( y) N, b7 D7 J9 j g |5 Y& t
vel = w*vel + c1*R1.*(bestpos-popul) + c2*R2.*(A-popul);
" g6 l" } l& d, d$ L Z
( v7 g/ j2 } |( w9 V
% SWARMUPDATE
! ~# V2 e6 i; e! G
popul = popul + vel;
- G+ t, G# \+ w- [# `+ g9 g
% Evaluate the new swarm
( T; e+ E3 h3 n5 Y: F" B
for i = 1
opSize,
* o1 r7 `/ m) S5 }. q, ^; [
fpopul(i) = feval(f,popul(:, i));
1 g: R4 u3 Z0 w( y
fevals = fevals + 1;
( }7 f. Q# ^% X4 }" g
end
/ ]$ u- {) i; t8 B6 b1 t3 M7 S
% Updating the best position for each particle
! B' [ L, f7 G* s1 t7 V& D
changeColumns = fpopul < fbestpos;
: K7 q" i7 g+ c3 i: S1 F
fbestpos = fbestpos.*( 1-changeColumns) + fpopul.*changeColumns;
6 j; z7 s0 G, `+ |+ ?9 E
bestpos(:, find(changeColumns)) = popul(:, find(changeColumns));
& Y6 N& `6 ~: O8 S, j4 s& r( _
% Updating index g
/ ^2 j/ }1 p! z# U1 a! e5 w
[fbestpart, g] = min(fbestpos);
3 c% c5 [0 j* d, D
currentTime = etime(clock,startTime);
; h: ?% x5 k2 g
% Checking stopping criterion
$ U4 b* I+ ~4 p* ~7 b
if abs(fbestpart-GM) <= ErrGoal
% l# h) `$ d9 b: W
success = 1;
. T& x8 F- d* S7 z+ l: L$ ]/ N% d
else
& H" B! J8 Z# Q- N$ c, W
lastbpf = fbestpart;
5 K( l' }- B7 y7 B8 G$ m
end
, K/ V/ y7 I, }% U# `6 } l
4 w1 X" f6 I# |) k: D7 e0 W! m0 O
end
5 T8 W* F8 I4 F+ a/ j( A% f
8 B) A5 E- t0 l* ^8 I
% Output arguments
: E( p# G! P5 l
xmin = popul(:,g);
$ f, A! Y- r9 G. g' Z
fxmin = fbestpos(g);
/ I# O) |! Q% e4 H3 c
$ G$ @7 [* m1 J" Q; z) e7 j7 W+ {
fprintf(^ The best vector is : \n^);
1 ?. N) m+ k- b8 s/ q/ a
fprintf(^--- %g ^,xmin);
, j2 F7 \% `4 m0 l# n6 I& J
fprintf(^\n^);
6 `" C5 x& t1 q+ d% _
%==========================================
! S; M; _) z2 U; C
function DeJong=DeJong(x)
$ H6 _% G2 u8 k: c
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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