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网上下的别人的。。。加了个moni循环。。自己正在研究中。。。
function yiqun" o6 S3 `: T+ C. {+ e
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
" I; ~( M9 T; m/ b6 U5 P% Ant Colony System Code % 9 I" G6 J: y, i$ R/ c5 i7 U- ^
% Date 5/27/2006 %
2 x' w5 A6 Q' R% Theobald.Zou %
5 Z" m. \, k- n' r% Original Code %
4 o9 v6 V% ]: u+ v; H- {%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ( F6 |6 v, w% \5 R* B
clf;1 W9 T+ p f+ h4 Q( u
for moni=1:100
! |! u' I; V) K' upause(0.1); [0 F$ `0 v9 x' Z
clear;
+ c7 z8 {/ I, o Ztic; ! ^* u; T6 N" k n- l3 R! x( n- n
%初始化各参数
4 h: \" B( L! K/ K7 qAnt=50;%蚂蚁规模
2 k/ d- |$ S+ k) |8 @% V1 z g9 C$ EECHO=50;%迭代次数
( o5 @% f) c- K%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 4 N: T h! m4 ]
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 1 f, _. X/ Y& a. ]
temp=[0,0];
* k3 ?. J7 C3 b" _( W( E5 b7 V%各子区间长度
: g* m0 [5 X0 Sstart1=0;
9 e8 z( _& G* J# k2 X1 L7 C4 x0 `* Y* Dend1=2; U4 {4 l+ h# p) B
start2=1; 8 ~: P' J, d9 W* g
end2=3; . m% J; `: _) g1 h
Len1=(end1-start1)/Ant; $ |9 Z8 M, R+ f; |; B# d5 }: I
Len2=(end2-start2)/Ant; ' E. ?6 w' p* v( i! z
%P = 0.2;
6 ?8 a2 _: g7 S: C/ @1 q%初始化蚂蚁位置 3 k3 M- C1 `. F! j' P% ]
subplot(2,2,1); 6 a5 U& i+ e! t" s& n% W
for i=1:Ant
G$ V! K a G' w# M6 _X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
- m( U0 D& N2 \1 y5 X% AX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
7 _& o! x/ D- O4 o3 H- NT0(i)=exp(-((X(i,1)-1)^2+(X(i,2)-2.2)^2+1));%初始信息素,随函数值大,信息素浓度小,反之亦然
% c% v! B7 G* M, c5 w6 nplot(X(i,1),X(i,2),'k.')
# u7 E& ^- r9 w5 lhold on; & q. f: T0 B4 ?0 A
title('(a)');
& ?- @/ g) J0 y! A* z* q. vxlabel('X1'); ! ^" h4 E5 q# J" j8 [) _6 n- Q, ~
ylabel('X2');
9 h8 l6 U: E. Q3 T, p5 D; sgrid on;
& @* B6 ^8 _4 Y1 ~end;
1 {/ Z9 V. o, L' P7 l+ [% U6 x5 @%至此初始化完成 0 t9 T: C2 _3 c9 j1 c2 r) D8 G. Z
4 R) @9 w5 l2 i0 l: M; \& ]
for Echo=1:ECHO %开始寻优 ( y6 M5 W+ R( x6 H' R
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子
' I+ y0 w9 ~$ d0 b6 y, a2 g5 }+ n. U a1=0.9;
1 B w8 ]' j4 o6 o( _ i( Z b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); " s3 a$ F) K l+ D6 }, G; u
f1=a1*exp(b1*Echo);
1 `4 l. r# k4 y( I a2=0.225;
7 m8 }" Q( U' j5 p- G8 p b2=(1/ECHO)*2*log(2); - L0 A6 b. A* E" {" C
f2=a2*exp(b2*Echo);
$ c& k8 o7 r% n I+ C* l' X4 B- y if Echo<=(ECHO/2) 8 f8 _! p& ~, e: a' j+ g4 F+ N
P0=f1;
& X5 ^7 q! r7 i4 b- @& G else : o3 {/ E& H0 e* U% m# ?9 H
P0=f2; ! D p8 [' b- w
end; ' [& m$ k ^& v( N1 T$ J
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
( |+ F: }- N0 c6 X a3=0.1; " S j/ u: r/ N! |7 j2 e
b3=(1/ECHO).*log(9);
" Z3 z6 o6 B. ?! t/ @7 _; g P=a3*exp(b3*Echo);
0 H1 a6 e `$ o5 B6 u lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 1 A" I6 J% ^2 o' t# w7 w" G
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 3 a; V7 t p7 ], Q9 ^
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
- }1 s5 T& J9 A7 I2 r %寻找初始最优值
" m- J! r8 J4 Y" v8 t T_Best=T0(1); X& q5 v/ S" ~; k2 w
for j=1:Ant
) a |% x0 A7 `3 O if T0(j)%=T_Best
8 D4 v% W0 y9 r, k8 L5 c& H! m8 p T_Best=T0(j);
9 J0 A" h9 ?, ^4 t6 ? BestIndex=j;
- N- B" `: i5 s+ C. W: U3 \ end;
' b( |' O$ o* h/ F end;
7 D L) e: m" S W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
Q6 G: I# }# c6 \4 d9 v, Q
- Q R$ V" p$ u6 q* y for j_g=1:Ant %全局转移概率求取,当该蚂蚁随在位置不是bestindex时
# C3 C8 F9 d2 \ Y0 Y5 U1 H if j_g~=BestIndex " n# H4 e" A4 I @+ w
r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
, Q* Z+ W7 A0 T) K2 h Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 1 Y* p; B. y# u( R
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
}" U& l3 Y. t+ y if rand(1)<0.5
& x" j5 N" v; y! n1 ] temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
# }" W. W( z& R2 |9 U! |8 F temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
1 H" C! U! a; K0 }3 g3 j else
" c/ l! J! g0 d! q* |2 J9 l9 u5 M' c temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
% n9 O4 P4 S# y5 U- T' V temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; : S6 |/ C7 I1 }0 H
end; 5 a& L4 m1 k( {9 t c
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
$ I" k' u. C0 A! l9 S2 q4 r end;
6 N0 A: F/ D& d6 V: W8 ?5 I3 j X1_T=temp(1,1); 6 Z1 ^. E2 \# z0 O( O0 O* _: v
X2_T=temp(1,2); ! @$ h5 I7 D/ {+ K# W
X1_B=X(BestIndex,1); $ N3 L! j9 k: u7 U5 k$ i
X2_B=X(BestIndex,2);
& d' R0 W" j$ |2 `/ D0 e F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
0 W/ P: w+ e' D6 h F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; ; b s$ g( `" F! A0 s- [" i% y9 b
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) : v0 f" u( [) T
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
# n( w2 ]3 d- z( D1 Q X(BestIndex,2)=temp(1,2); $ ?* R& c% Y R1 n# i4 y. P5 z
end;
, Z* n( e1 c1 t) u end;
4 n- F" c2 K6 w, W) A6 D
1 N6 P9 }( n/ W: S5 e' V8 I4 s6 a* ] for j_g_tr=1:Ant . m! c4 W7 B e6 q$ y1 G: ~! o
if Prob(j_g_tr)<P0 2 ^3 o w4 V% b& w- n5 G
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) % J/ N3 L- G2 x! n; \- d
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) % N" c! A' Z8 z# U( m- U
else
' p) i% Y* `/ p X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 ) A) W! U6 X) X# @2 R! E0 c# @
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
`* M% s/ G5 J4 Q; U end; 8 z# o& `' a& p0 R3 X" g$ Y& P, v0 Y% l
end;
! y* v( h! ]! \8 @1 D8 e" d3 W1 p% [* v' h, s
%信息素更新 ( m; G- }( E0 c3 S( }+ G& o8 D
2 n7 [& ?$ r! _, S for t_t=1:Ant 2 r8 J# n0 T8 A8 J8 `# m* J1 C
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); * K) ]2 k- q9 R7 B2 y
end;
' D8 B1 u6 B) y; s if Echo==round(ECHO/3)%迭代经过1/3时用绿色点表示蚂蚁的分布位置 w) I7 }9 |; O/ P1 V9 S1 g- q1 U
subplot(2,2,2); , f1 ^9 @9 {2 _3 q9 p
for i_draw1=1:Ant , l. r8 y( k% P% m# M& Z
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
; |! x' t. g, ]/ L7 l axis([0 2 1 3]); 4 Y- \* i2 {: a0 h
hold on;
$ e O! G, {& J5 } title('(b)');
7 H7 \) y' s& T4 V- m7 G* O xlabel('X1'); ! \8 h! u- f3 h, b! X, t' p- |6 L
ylabel('X2'); 4 `5 }% i Z: H1 G5 x! V
end; & B" {* t& T& J- B: |8 M
grid on;
) G2 h& T! K0 s end; 0 X6 P! X% a7 X `
- M5 K ?; q) y, X [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 & `5 f8 \. {3 t9 p* p
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; 3 y/ d+ b. L1 G7 M, P3 ]
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
z( I8 ?% w: q$ ~0 C. J0 C' b# @( D min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
' x$ }' I" j6 f, `: z4 C% i. o %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 6 c: S1 ~! w' F
if Echo== 2 + Y# X3 w3 l* ]) t# A
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
/ J2 s8 ?) W+ r/ D min_global(Echo)=min_local(Echo); / E6 S' |* I$ s+ {: D0 L2 _2 T7 m9 n3 h
else
* n( m' J/ r, r; l2 W/ B min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
; }& l* Z6 z" j/ p end; 1 i) f, {, B# N; K1 N7 ?4 Y
else
( l# X) \) A7 I; o3 A, T3 u min_global(Echo)=minvalue_iter;
) s9 v; R1 o2 z4 z( ]+ A$ ]& S end;
' I/ c' B& V: H/ D- w' {end;%ECHO循环结束 & Y! _5 z! k6 W/ g3 x+ [2 z
' P$ r' b: R9 U6 P9 H
subplot(2,2,3);
+ T0 G& I3 ?. F/ M for i_draw3=1:Ant 3 }9 Z0 V0 U! Z @
plot(X(i_draw3,1),X(i_draw3,2),'r.')%迭代结束用红色点表示蚂蚁的分布位置
7 z1 J( ^4 r2 c4 H axis([0 2 1 3]);
) ` H9 o, J4 {. L! ` hold on; " H: [" h T5 b
title('(c)'); & l7 ]5 _7 C7 S' J- v, i4 s# |
xlabel('X1');
1 ^1 q1 D- P; X2 E8 n* } ylabel('X2');
8 _# v1 h1 g& C/ S/ [$ p end;
( |4 ?# @9 R f! Y5 a5 Q+ Zgrid on; 9 P4 n* G2 l; p. d6 ?
subplot(2,2,4);
) I. p1 t' f7 D& Dmin_global=min_global';
8 ?: G% A% n0 c0 eindex(:,1)=1:ECHO;
* E0 O5 t# ?0 C6 rplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') 3 a% K# H% B( c8 V+ d# O
hold on;
) K A, y2 J6 {# H% H( N$ V# W* Ytitle('(d)'); 1 e/ l# C5 {$ E& E
xlabel('iteration');
$ H: ~4 E/ O" q8 Qylabel('f(x)');
2 o7 m1 \& r% `grid on;
# u2 z$ i0 V$ N D+ s$ B[c_max,i_max]=max(T0); ( h; U9 I4 w3 v) {, _( u
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)] 5 {: }5 v/ p. ?3 ^4 K1 G* Z- {& s2 t
minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
; [5 {6 U/ O1 mruntime=toc5 b( P# F1 J7 Y. x
end |
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