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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
2 u5 e% B& | @; X+ f0 {
% 2007.1.9 By jxy
$ G& f+ V" L$ f3 p* q) Y6 C+ U
%
测试函数:
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
: w+ z6 ~1 \2 v5 N9 B
%
求解函数最小值
0 u- Q4 d6 X. c( J
. x3 Q( l3 ^9 E* s* [* }
global popsize; %
种群规模
: N' q. i! \- w p) y8 s
%global popnum; %
种群数量
8 P) |: H2 D7 `1 T% |" K. \0 u" k: j
global pop; %
种群
% o9 \6 f& f; I" Y% }% l/ h
%global c0; %
速度惯性系数
,
为
0—1
的随机数
; ]* P# E8 Q+ g; ~
global c1; %
个体最优导向系数
7 A- k4 c! G9 a, Q
global c2; %
全局最优导向系数
s3 @9 k9 j7 M5 ]5 r# G
global gbest_x; %
全局最优解
x
轴坐标
) z8 K% }2 _1 S3 N. w6 {
global gbest_y; %
全局最优解
y
轴坐标
8 @, ~" Z. C: z5 s- Y& |
global best_fitness; %
最优解
$ d6 l' ^# y' {! c$ f( p0 {9 q
global best_in_history; %
最优解变化轨迹
# k9 _) W) l2 T# n! I( ~ w2 p
global x_min; %x
的下限
3 F. Q& @ d1 N& f
global x_max; %x
的上限
: c( r' \: J8 j8 G; h. h
global y_min; %y
的下限
4 K8 u9 ~ h" }% y3 A
global y_max; %y
的上限
" u8 i) L2 |% B6 _1 x" }7 `! ]* I
global gen; %
迭代次数
# K" F' ?, h: v9 ]9 O8 Y2 t" f
global exetime; %
当前迭代次数
: g7 }- h& b2 |# ^" ~4 ]* D
global max_velocity; %
最大速度
' E& z+ {" j9 l+ ?2 V
1 y+ X$ H7 q. I% i9 K4 N
initial; %
初始化
1 z9 a& @) Z( H; L3 r8 e; `
$ {+ O; z) w" X- B
for exetime=1:gen
- {4 _. c' o' _/ `- y" z% L
outputdata; %
实时输出结果
! `" P& x+ z4 M( j- F- W
adapting; %
计算适应值
7 {$ a1 p2 E+ D' S6 X
errorcompute(); %
计算当前种群适值标准差
/ I# x; I+ e5 A- }) o
updatepop; %
更新粒子位置
+ p- `) {3 p8 q b
pause(0.01);
9 A j# L" ?! o$ G* P/ p
end
: b6 G) h3 L& Q4 E) o0 H! ~# c
2 }6 [+ z4 ]+ @! v0 f$ ?
clear i;
$ p- H" k4 \; `6 {9 I' W, X
clear exetime;
) u0 K' q1 Y( {5 q
clear x_max;
( D8 f3 [8 s1 [' Y9 ~9 U5 Z- N, s
clear x_min;
+ ]: F7 r. L7 d, r1 e$ a: r
clear y_min;
( ^' B* h! i4 G3 m, Y$ F' Q' [
clear y_max;
4 n2 K% z H0 C9 `( ^5 J) D r
1 D: h( f$ t6 X% c- M
%
程序初始化
, f. P$ j* _1 K4 d
! \/ O; o, l2 {" @( L
gen=100; %
设置进化代数
5 H8 L4 A- o+ J4 B+ }4 W1 p
popsize=30; %
设置种群规模大小
7 J O! {2 O, B5 g( t, a+ d0 k
best_in_history(gen)=inf; %
初始化全局历史最优解
$ |9 P) u) A/ o% {
best_in_history(
=inf; %
初始化全局历史最优解
( _ y) X0 O1 f; h, {7 j, q' \8 P
max_velocity=0.3; %
最大速度限制
+ r8 M; ~7 a1 J; L# {, L$ ?
best_fitness=inf;
) ?4 H. f1 G8 e
%popnum=1; %
设置种群数量
! F& g4 s8 O2 F
# M/ \5 ]1 s1 W
pop(popsize,8)=0; %
初始化种群
,
创建
popsize
行
5
列的
0
矩阵
- a' k4 Y( k7 k2 X: Y# }
%
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
+ [2 g+ T! u) L a; ?$ d
%
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
3 B6 C% O/ J& z' k. Q. x" j ^
%
第
7
列为个体最优适值,第
8
列为当前个体适应值
( d" }" N! b' {' h& Z! J& ]
2 `' J" N0 F' \# ?% s8 B: [* v4 k
for i=1:popsize
7 M& a, r& b2 S4 X% {; p
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
: r: A9 S0 h6 m9 B6 M3 w3 O
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
' p* ?) o1 ?, T& S. ~4 T I
pop(i,5)=pop(i,1); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
9 v2 P- J2 J$ W. W! Q# H4 X
pop(i,6)=pop(i,2); %
初始状态下个体最优值等于初始位置
& Q+ J5 ?/ v4 ~
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
! F1 S! k8 j" L7 ^/ d4 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
3 B9 {" c' a" G. _# Q F, l
pop(i,7)=inf;
/ G' v8 @; _/ M% n" a
pop(i,8)=inf;
% p2 v4 }! x$ w, w: U$ \
end
) ?9 n7 H: m' t$ r9 q& l3 Y4 ~
0 i0 C _ U5 [
c1=2;
1 C6 R6 @7 U; j; U) v9 L
c2=2;
* j( L( a# j- B6 G
x_min=-2;
' ]; I' }/ |2 {2 D$ g
y_min=-2;
* i" R2 a2 ?) k) ^* W
x_max=2;
% ^6 P% u) Y4 U) b" s
y_max=2;
, p ~ B- _: f" H! B
; h" a! f1 o g
gbest_x=pop(1,1); %
全局最优初始值为种群第一个粒子的位置
5 Z4 z7 o7 i! o9 i
gbest_y=pop(1,2);
) @8 x/ z+ S7 I& q' R9 ~, G4 H% K( [
- @$ O7 V' n. f' ~1 ]. D8 P- Z" O
%
适值计算
. N' Q$ _2 X) \* c
%
测试函数为
f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
' X$ A+ x; c+ l' S# N, e! [
. X* j& Q0 n! m% X. I7 c
%
计算适应值并赋值
# X; l# p! V' H3 b4 @. p
for i=1:popsize
7 K2 P1 B3 i* E2 H
pop(i,8)=100*(pop(i,1)^2-pop(i,2))^2+(1-pop(i,1))^2;
; q& b) n3 Y: M$ ~! w( |' `
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
& ^# [6 l6 J+ G$ B1 Q5 o
pop(i,7)=pop(i,8); %
适值更新
0 B) P6 @( c/ c; V* K& @
pop(i,5:6)=pop(i,1:2); %
位置坐标更新
: Z/ N6 p& O2 H% o
end
7 W1 e. k3 y. j1 Q
end
3 \# p+ {2 W) s) M% `4 n h" ^
( |. N8 A% v: i+ S
%
计算完适应值后寻找当前全局最优位置并记录其坐标
4 B! i$ d P$ `$ C
if best_fitness>min(pop(:,7))
2 m' S! S( o6 Q- n& [, [
best_fitness=min(pop(:,7)); %
全局最优值
" n, E' J3 T+ h/ ]9 O0 M3 b
gbest_x=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),1); %
全局最优粒子的位置
, m- R- {/ `% _+ ]2 o) p
4 o: {* e( C5 i. E* T
gbest_y=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),2);
3 O# l' s. h2 t: ]( i% K- p7 ^6 }
end
5 ?2 i3 M* M O. z1 M9 B
/ z' W8 u/ C" r! c; c/ m7 ^
best_in_history(exetime)=best_fitness; %
记录当前全局最优
, y' K8 r m/ n& x4 m/ ^- H1 z
4 n1 `/ I) O9 m2 T N3 A$ i; {' b
%
实时输出结果
1 v6 j, k$ B# h/ |! e3 X: w. K
1 U- v- Z: G" Q6 f; e
%
输出当前种群中粒子位置
" m- G7 R. Q k' ~
subplot(1,2,1);
* ]5 [8 Y+ H6 J* A3 S$ C& i5 b
for i=1:popsize
- u& h/ X4 e! }& R& `
plot(pop(i,1),pop(i,2),'b*');
4 {0 Q5 b1 p6 W7 C# s
hold on;
6 Q2 |1 K3 y8 G8 E5 q4 t4 v1 [
end
z; `* ]. S& M
( B& `2 i, v3 c/ D5 c; U
plot(gbest_x,gbest_y,'r.','markersize',20);axis([-2,2,-2,2]);
- B$ N% J; }% x7 x
hold off;
1 W) P1 ^0 N! m
7 v0 |: _6 A: {* h3 X
subplot(1,2,2);
( F* C1 I& ^; C
axis([0,gen,-0.00005,0.00005]);
4 |' s. a C% w5 M" C6 v, j) r2 J
$ T* C' \, Y9 O2 s6 s/ b
if exetime-1>0
( x& w& b9 m2 ~, z8 A* F% L( ~
line([exetime-1,exetime],[best_in_history(exetime-1),best_fitness]);hold on;
3 j, C$ i$ }+ C1 w& e% \
end
9 U* E! |1 d$ _1 L" N T5 q( k
* {9 r7 k2 ]3 j( ?
%
粒子群速度与位置更新
# t0 m A9 L, O: l5 w/ ]" K
5 L2 D5 Q6 y3 g! Z% T: z
%
更新粒子速度
0 Q7 }) {2 f. e
for i=1:popsize
9 Q# k) G! Y# Q0 s# f ^
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
# [& x( [! f$ k2 _9 a
pop(i,4)=rand()*pop(i,4)+c1*rand()*(pop(i,6)-pop(i,2))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,2));
3 [, T- F' V& [+ E6 Z
if abs(pop(i,3))>max_velocity
# i' g" m! v) S" D* {5 n
if pop(i,3)>0
; L: F9 I( d1 n
pop(i,3)=max_velocity;
& G6 R. L% ~$ S, M4 K' L
else
N; U" M6 \! w* ~1 L/ @
pop(i,3)=-max_velocity;
2 ~# [. O5 I! i1 e1 ~
end
6 d2 }- z6 S& `, n+ P* Y/ W9 e% T# {
end
8 S( T. [7 U- n
if abs(pop(i,4))>max_velocity
* I: g+ ]/ o. m" p5 r7 N/ X
if pop(i,4)>0
# r% h( m) w3 [; ]: P0 U; K, Q
pop(i,4)=max_velocity;
; i# k2 o) H$ K: d/ b4 c! a) c! W
else
# a( t" O5 ? W! M) D8 z
pop(i,4)=-max_velocity;
, Y1 v* D/ T6 y w; q; E' n5 K
end
4 d. w6 }+ @& \( |0 O& T
end
, `. k! k6 e @# V
end
, w3 s. \4 ]+ W! O
3 Z: d: H3 H- |5 ]4 ]0 ^1 `
%
更新粒子位置
: J; E5 O* V6 o# |# x
for i=1:popsize
$ ?9 u6 [2 O5 R1 L) H( x3 r& b
pop(i,1)=pop(i,1)+pop(i,3);
* O! Z6 z- [3 y) |! T
pop(i,2)=pop(i,2)+pop(i,4);
% N s4 ~4 J v5 `1 _
end
1 J; B9 G( ~3 o+ `3 l, A' p
) b/ ~8 g. r* G3 a) l
& Z- P0 f o+ V8 E! }
) C0 q* h5 A) {! u# m
4 b, Q4 y9 [* t; ~6 I0 @
; M& d: B2 x4 S5 u" I+ ^( a7 N" U
N8 m: c( Q7 T! w; J
* Y; X" D) f1 T9 U% I/ |9 t! H" [7 g+ w
: N% x# L p `0 [) ?6 b
2 z& x8 t, }8 I+ h
6 U4 l0 X3 x# M0 P& v, x/ q
0 S' p& E7 P- n+ F/ \3 Y
" B* d" M1 a7 K3 Z9 m
2 I- T% I. M8 d( U& u3 t
8 |: P% S5 v# [, S& E
3 K4 z$ N9 q; o9 m1 y* o/ ~, i
- B3 V- F# I" Y/ ]1 W5 m
; X- x" \9 R& N* l4 @
% A SIMPLE IMPLEMENTATION OF THE
9 w. S- U* `& L$ Y; d9 J7 j
% Particle Swarm Optimization IN MATLAB
: A" I$ Q6 o/ M: H4 N/ h) V
function [xmin, fxmin, iter] = PSO()
- r# F2 j: b4 }: X
% Initializing variables
" W9 j0 U4 m# r/ ` p" k& O, u: y! E
success = 0; % Success flag
# M! F; l. K( w0 i q% Q3 X! _' |& L
PopSize = 30; % Size of the swarm
* o+ X' A; ^2 ^7 y) z) m
MaxIt = 100; % Maximum number of iterations
: x+ ?! t1 p, r& v( ]$ z
iter = 0; % Iterations’counter
, h$ K1 q; |8 s3 ~- m
fevals = 0; % Function evaluations’ counter
+ y$ u8 ?9 k5 n4 `. p# r
c1 = 2; % PSO parameter C
1
& x& z+ o& Z8 f6 T
c2 = 2; % PSO parameter C2
6 O8 j, }5 o+ p e
w = 0.6; % inertia weight
) W% Q! v3 u+ f, O1 B- ?, F
% Objective Function
3 o% ]& [" O) S
f = ^DeJong^;
) T; H( J( l5 s: x' i2 u& M; F9 v0 M
dim = 10; % Dimension of the problem
8 U# h( V# I1 O9 P$ m, [
upbnd = 10; % Upper bound for init. of the swarm
" p" X1 v6 b6 Y, [8 Z5 T+ ^, z
lwbnd = -5; % Lower bound for init. of the swarm
* F" Q! z$ }) u/ P$ N
GM = 0; % Global minimum (used in the stopping criterion)
$ A$ c& f* M8 \
ErrGoal = 0.0001; % Desired accuracy
! q# e ~; h3 w! w, i$ d' \6 v
" P7 p- y+ h5 o
% Initializing swarm and velocities
& k+ B: f" a% M
popul = rand(dim, PopSize)*(upbnd-lwbnd) + lwbnd;
% a8 F4 N, ]. h4 g' j% P1 W* M
vel = rand(dim, PopSize);
& |5 ^3 ]: K* R1 T
& ~8 v6 F2 H2 U
for i = 1
opSize,
% I& Z' B) j, ^2 l$ N0 J
fpopul(i) = feval(f, popul(:,i));
% |. r1 U, k0 ]5 ~2 ?1 U. D7 I
fevals = fevals + 1;
( d+ ? x! x; ^$ P. A/ |, z0 ]
end
) i4 G5 h7 Y% P; }
8 {: b6 t6 j9 I4 u' e
bestpos = popul;
3 ^& ?* @2 O, T% \# m
fbestpos = fpopul;
6 U7 K; M& j2 w) ^) v
% Finding best particle in initial population
7 `2 {" J \" g9 z% w
[fbestpart,g] = min(fpopul);
) M) V8 M$ L' w* I' x' q
lastbpf = fbestpart;
7 W8 _6 M3 _+ J
7 I* I5 S" X }1 [4 \
while (success == 0) & (iter < MaxIt),
! W/ D- P0 k. G0 `; b! C
iter = iter + 1;
$ z" H0 r* l. b6 D" _0 T9 N3 W
# ^) _; E: P. x! ^% b J
% VELOCITY UPDATE
7 P! j+ N4 s/ h3 I7 C
for i=1
opSize,
. p1 n/ q! b; q4 M) ?2 V) N" y
A(:,i) = bestpos(:,g);
: e2 w7 K. [$ q# p0 R- b
end
5 Y! {# y! Q2 m4 q8 A8 X
R1 = rand(dim, PopSize);
; U& g8 t+ D; J% M
R2 = rand(dim, PopSize);
0 i# s v c+ t3 [9 F
vel = w*vel + c1*R1.*(bestpos-popul) + c2*R2.*(A-popul);
) K, J$ d8 C8 M" ^) h4 z( ]/ |" ]
h; {. E1 r7 }1 `7 O, ]
% SWARMUPDATE
4 f; G" l0 q1 S7 B( J. q( k9 ], p
popul = popul + vel;
0 T( i1 T+ T/ L9 z+ Q3 o
% Evaluate the new swarm
* _7 U& `& W6 Q1 g1 K, f4 S2 M! x
for i = 1
opSize,
9 x* ?- w. e! f
fpopul(i) = feval(f,popul(:, i));
( a7 Q* m8 X F/ h8 ~
fevals = fevals + 1;
1 _$ t9 w; ~9 O) E
end
1 {, `' F9 |. c+ ?( C; l. \/ D" N
% Updating the best position for each particle
" p, d5 P( q- R2 Z" k
changeColumns = fpopul < fbestpos;
6 M9 k: V" n$ M( m; }1 |/ u
fbestpos = fbestpos.*( 1-changeColumns) + fpopul.*changeColumns;
! E0 d: h0 q: B8 v% F
bestpos(:, find(changeColumns)) = popul(:, find(changeColumns));
$ U5 K$ }* g& h0 y) Q
% Updating index g
4 e8 F8 R6 j8 N* |- T1 D9 w
[fbestpart, g] = min(fbestpos);
. T: p& s5 M) [' z+ ]/ V4 z
currentTime = etime(clock,startTime);
& |' }" ^% _8 `6 Q$ z5 G6 g0 H
% Checking stopping criterion
9 c8 o) w. L2 f9 {& A! `1 H
if abs(fbestpart-GM) <= ErrGoal
/ B8 Q$ C" ?: r7 O/ K1 p
success = 1;
5 r: H/ e" v( D9 L4 A1 G
else
! F/ [& E/ `$ r% q+ \
lastbpf = fbestpart;
: i5 L/ e7 j7 a4 ?- c- ?
end
1 b n8 |+ C: o; _
* P0 h! u& m, @6 \
end
- z+ Y, c: U7 e* z( d6 x$ ~
! y: i" _; m% U9 c: M
% Output arguments
& z' j1 `4 i3 ~# k
xmin = popul(:,g);
9 N; j+ G3 X: |0 I6 t
fxmin = fbestpos(g);
( H7 o' \) n( e& H
% s0 X, A+ U2 M
fprintf(^ The best vector is : \n^);
2 M& G) d) c U5 ^, |
fprintf(^--- %g ^,xmin);
4 {: m" J7 @" ~6 f! M" K& b
fprintf(^\n^);
5 e8 _2 @3 y7 J& j# u$ `# }
%==========================================
# F+ q: a6 h0 X x- o
function DeJong=DeJong(x)
' L' e4 L2 I; A( 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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