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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
3 M( {- J! }, p6 V2 H%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% , P) U0 L \1 O/ o# M
% Ant Colony System Code %
6 ~. `# }' R7 s! I" y2 e% Date 5/27/2006 %8 T8 ^5 D H1 u2 m6 o& I
% Theobald.Zou %
7 d6 o& q0 s& @, K7 c5 C% R% Original Code %
" s- @, |1 u! ]5 l* h%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 9 u& s/ b0 h( O3 V- [/ t M$ i
clf;
2 B/ z3 Q* n+ [# n; H, H5 L3 N+ kfor moni=1:100 1 N" P9 N& f0 _% {' I6 y1 I0 Q% ~
pause(0.1)
& @ p" l/ \9 \$ {; v3 m! jclear;# t- E5 O+ @- B1 W5 X
tic; * p9 A9 j. a6 k! u) j
%初始化各参数
" f# ? D) J( i K/ sAnt=50;%蚂蚁规模 4 m7 e; ~0 T5 p8 I/ Z! X' L' a& r
ECHO=50;%迭代次数 / e( Q8 Q1 e T8 D* h, E$ P
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 0 K- R0 b, X9 d6 l0 e
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 " A9 C% F, A( C5 [ j8 l% V
temp=[0,0];
' t. R+ k4 P; e8 X' I%各子区间长度 4 }( V x1 t0 ?% v! f' t( k: }
start1=0; - C0 b4 z4 ]' _, P" A- J) i a" s
end1=2; " E: R$ h7 x) Q! P: f
start2=1; / Q4 j \6 P% W1 {1 z* P" E8 r+ h
end2=3; l9 o' E# t/ l; a- `5 K' o
Len1=(end1-start1)/Ant; 0 [: |* W7 j/ m3 B
Len2=(end2-start2)/Ant;
5 T: m: J% b* I! h# q%P = 0.2; 3 `) c: Q9 `2 N8 i
%初始化蚂蚁位置 * T& i+ {/ G1 e0 |6 T1 Q( ~
subplot(2,2,1); # i) | E" T+ q2 N; n' z
for i=1:Ant 6 B2 Q/ x0 O/ ]6 C' @1 C' z9 l
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
e# Z' ?$ C+ Q; p" c$ zX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
# q3 [* L) L/ w! z% ^( 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 1 n r5 ~" D3 s: e: A: m9 \2 f
plot(X(i,1),X(i,2),'k.') ( @3 V5 x* g! Y" |( G: ^
hold on; , R8 {, M/ q* d( f
title('(a)'); " _: s6 ~$ e3 F, F' b: r
xlabel('X1');
8 \) n' ] g" |7 q, Oylabel('X2'); , j0 |4 x; S3 a7 X
grid on;
; H6 M/ x0 V# V3 f( v1 r. fend;
+ k; `0 @% h, E P) Q%至此初始化完成
% }8 ~, y, C; n0 H& u, B* X
1 O' E1 N9 w- `% Hfor Echo=1:ECHO %开始寻优 3 o- W; ^: ~8 G3 P& b( G5 B" K' g
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子
& o8 w; X( a* _+ h- N a1=0.9;
; {- q8 t1 v7 D" }' S2 I b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
, c: r3 F( T' @: Z; m f1=a1*exp(b1*Echo); ' l/ }- I) ]" i5 {9 |" N) r
a2=0.225;
! {# L( m: v( B4 D5 W b2=(1/ECHO)*2*log(2);
! m O+ r! g( Y f2=a2*exp(b2*Echo); # v/ e A& ?* d1 R. V% G& @
if Echo<=(ECHO/2)
. k# Z* H) i/ t2 n% f P0=f1; 8 V1 R! Y+ i7 u1 G: w
else
8 q8 R7 I- p7 ?$ X/ O P0=f2; 8 L& g% w/ ^7 J2 M; e) s& n0 K: }
end; ! `5 ?1 I% p% L9 ^3 N
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
) U9 o5 t9 U6 ?- @ a3=0.1;
1 F2 b3 Y+ `/ n4 Z b3=(1/ECHO).*log(9);
5 I; n4 {: L: I" ]% g0 o6 b P=a3*exp(b3*Echo); * H- P8 G8 k9 L/ f1 `; Q
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
: T/ x$ {6 Q1 W% b% i6 b, A Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
: h. A3 s! m. [ Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
4 }! N* `1 E# L, J( `- l | %寻找初始最优值 # R7 K q& Z& Y
T_Best=T0(1);
& P% K: p( v- X% k: }! I for j=1:Ant
& N3 q" Z9 T# N) z! k2 m if T0(j)%=T_Best 2 ~- B' W0 P a- F: R1 p( M2 z
T_Best=T0(j); / \% F% H; L8 Y3 t( D/ ^2 {5 S
BestIndex=j; " H3 y, }# F/ g; a- S
end; z6 ?3 G1 C8 ]! v- n
end; / ^5 T) ~- B* J& @3 N& H+ L
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 3 ], e" g& k( I" ]/ e
6 m1 U- ^3 H0 U: X. _& x
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 & h/ t& `2 Q! X% {4 M
if j_g~=BestIndex w9 ]2 o$ K( Y. v. w& q
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 7 ~$ m5 Q# @2 r. u4 A* b( m8 W
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); * _4 I- U3 u3 N; c: ?$ j. c
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
$ v9 S# U; s5 V; K7 f if rand(1)<0.5 $ [8 Y$ Z5 O0 ^8 o, f: T
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
) g h7 A' W2 y. e# c4 O temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
, N3 K4 G( s& X7 _, O else ; A! h0 |3 x& O' T K& ^3 M0 }8 n
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
/ t4 t0 A8 m+ z: n temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; 7 S8 [# A: g6 W/ y
end;
' A6 X c9 ?% E o6 ^ Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
`; w, U0 q3 _# V9 F end;
S6 X( V5 }5 `" q# r% k: s! @- L4 y5 z X1_T=temp(1,1);
* O& U( g& M/ _$ R X2_T=temp(1,2);
# I& \# b2 J& p) R# t& @ X1_B=X(BestIndex,1);
& _' J* r' @. b) j5 y, ]9 p X2_B=X(BestIndex,2);
% h2 w# Q/ O8 h- n F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
% y: c' D& y7 C/ Y) T% ^ F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
* Y: r2 ~1 N, t: R' u: d' ? if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 0 b Y, d7 [0 H0 q% ~# J/ @
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
" @3 R! C9 B0 V* ?, c, m X(BestIndex,2)=temp(1,2);
8 A5 B4 w! O' m5 G& g1 X! D. f end;
+ w5 c4 @) o) I4 w- j end;
8 K! `$ M6 O& `$ k, Z5 W) n! {; L$ V! n1 j; A. G3 @, N
for j_g_tr=1:Ant
+ m! F% F" C" R8 p- `5 e7 ? if Prob(j_g_tr)<P0
" V B6 B5 d* ?$ s$ J* X7 L X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) " k8 K `: I! q$ ]3 y1 L
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) 9 c' ~0 q$ ?2 n. B r- P
else
# E5 v# w+ [& i X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 : X' Y' }+ O# A# A1 Z
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
7 C3 Y$ x' t8 h& B9 }6 x" C) u end;
0 Z8 \9 q/ E; W. n5 O end; ; X% V2 y4 x/ W4 M( M+ S$ g- ]
% \- J. z' c9 U; [9 |3 x, ~
%信息素更新
0 H! b3 O& H1 J8 b! T- Y. t+ o/ \7 E' ~8 g- D W
for t_t=1:Ant
' G# \- z6 k1 w. X T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); / c( J7 l' R* L9 Z$ V
end;
5 K ` ~6 d1 r8 X; I 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
# I9 y( ?% D s: T) T6 [ subplot(2,2,2); " T( p' V# r% C; J, ?1 L+ I1 Y* X
for i_draw1=1:Ant
' J7 l" N9 {! `4 t& j. S6 R! m plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') ! m( p7 Y. t6 A7 }
axis([0 2 1 3]);
m$ n' @1 j0 b9 ` hold on;
$ s' U) ?) g5 g title('(b)'); , a1 q% I) t8 Z
xlabel('X1');
# q7 x _8 x7 Z, }( C ylabel('X2');
" l+ w# ?3 w' k9 r( \% ?% j end; 4 d2 l# s+ @# ~! R( H, d/ Y
grid on; + y4 m) S$ H& p5 a4 l5 ^8 _
end; 8 \8 u: Q( S: e v; @- _6 A
) z! d. X, \' I, _8 Y [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
# t( }& x; S/ s8 A* N! c S minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; 4 W* Q8 z' y& n8 v* a8 G
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; # N5 u( l& Z6 ]6 }4 i
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
1 w8 ]* u0 z! i. w' J8 c2 X& E %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 7 Z5 _. a- c. ~* z8 g- c+ p* b! N
if Echo== 2
# S1 l" k9 o! M6 P4 ^3 e if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) 5 s( ]6 m* o8 b8 X$ \
min_global(Echo)=min_local(Echo);
" }- C' L$ Z7 |; R& r4 s7 [ else ' k- l$ W0 R& h. P3 t8 e2 V" m
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); * S0 n0 |9 K& j$ m* E$ X U
end;
$ B% t$ f$ g" h else ' F, {0 G7 G( V3 o" s- W7 ~8 b
min_global(Echo)=minvalue_iter;
- P# T H- i5 f9 G: l! M1 x end;
/ ~' a4 o2 A* |+ @; e& e: ?5 Uend;%ECHO循环结束
3 X+ f# j* T1 t7 f2 s- Q" P+ K s, i+ F) {- g
subplot(2,2,3); 1 N/ N A% K% w5 h- D8 b8 D
for i_draw3=1:Ant % q g4 y- N; g
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 - C# G5 d- C, `
axis([0 2 1 3]); & [8 W$ X2 X" t( N$ K
hold on; 0 `4 J, h% @; b. Z" s' Y: N( E
title('(c)');
i2 j9 ?) e& l6 Z; L4 M5 r( v$ N% [ xlabel('X1');
, {- b. [, a& q( x ylabel('X2');
& C( V& f' v! y# X3 z1 k5 | end;
6 F' b& T0 t2 B7 q; ggrid on; 9 y9 P: r& P* T4 m
subplot(2,2,4); + A8 u5 J6 H& n( X
min_global=min_global';
0 X" W8 e) m! f: r6 Gindex(:,1)=1:ECHO; ! W- K% Z) w) o0 d8 s$ K) B; n& k
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') " ]; k/ c8 v2 H5 y) K# {* X
hold on;
1 y1 q4 b+ Z, ?. I3 {title('(d)'); ; E* f$ x& L" E1 ]
xlabel('iteration');
2 s# ]& q$ w( Y7 sylabel('f(x)'); : C+ a) E/ J6 A S
grid on; ) }$ R- O& W- i2 i N7 k" R! S
[c_max,i_max]=max(T0); $ I( \& r. A' g1 a% b6 }( e: t" c
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
) p, r$ p) m* e% x7 Kminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 , _7 |0 ?* `# z9 }7 E
runtime=toc- f5 z9 _2 i; `) ~$ ?3 K
end |
|