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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 yiqun4 Y+ I$ [5 C" I7 `) r+ B1 ~. u
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 3 x, I9 Q7 X2 S, ?2 U
% Ant Colony System Code % 4 u. A" w& B$ D+ u3 i9 O$ M5 a' v
% Date 5/27/2006 %2 E$ _6 h% U' `& Z; p# }
% Theobald.Zou %
0 f* E0 J9 F+ e$ p0 j' ?! x. N% Original Code % 4 J( j" H( \+ f/ Y' h0 z
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% : g5 Z& x9 b6 L
clf;
0 ^6 Y9 c# m6 Q; @4 z0 hfor moni=1:100
4 E- b, A. F" U* i5 C$ kpause(0.1)5 ^2 H D* T6 u
clear;8 Q9 J6 ^6 \' n- c
tic; + C/ w9 }2 Q3 `' p
%初始化各参数
& S$ f; e2 X3 n# ?/ n4 |% J+ W; [Ant=50;%蚂蚁规模
# H2 m* P! B8 e. E( T) \ECHO=50;%迭代次数
# k( V; b- B* x7 q1 S%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 ' `" W: Y" G- ?1 i: n% Y
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 2 g. f' _- P0 |2 W( @
temp=[0,0]; ) ]2 l, Z, v: l) |" [1 a) c
%各子区间长度 0 z1 d: B T( p9 _
start1=0; / p3 y I+ ?( }2 R4 f) j8 ^8 k
end1=2; $ ~4 G7 c( @9 ^ g
start2=1; 8 U$ U, `4 k3 W) ~8 `6 d) j
end2=3; $ d5 U1 c/ R9 X2 l
Len1=(end1-start1)/Ant; . g7 f/ z* L! q
Len2=(end2-start2)/Ant;
* \+ ]- _# p5 t+ Y4 \%P = 0.2; 7 y. u, C) |, J& W6 E% I. P
%初始化蚂蚁位置
9 L" B& P* x, y4 z. Msubplot(2,2,1); 2 D" Q. F7 w8 o
for i=1:Ant
( C5 N! S# J% WX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
4 u6 G+ z! D1 B0 t: R5 a: FX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); " S& ^: a+ i/ Q$ E1 }% ?% A
T0(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
! ^( h8 E. |0 E \+ {& Bplot(X(i,1),X(i,2),'k.')
7 ^3 B0 f( j h$ d5 t& [hold on; : M- w. S0 s# G
title('(a)');
( }0 U8 h! u% U0 @' q2 l8 _xlabel('X1');
( B+ k0 a' ]. Aylabel('X2');
% r1 B5 m7 B/ L0 a; ~grid on;
9 A. K2 H/ M1 w/ I, @9 @end; $ Q0 k5 X' l) j: x$ B* v/ ]
%至此初始化完成 7 W! b" p$ Y2 h7 n/ z2 o/ V
! c& w' p0 ^0 K4 W: y1 p
for Echo=1:ECHO %开始寻优
& e- L) e3 e3 K %P0函数定义,P0为全局转移选择因子
6 s& w P) W4 ^3 f( W$ D$ L a1=0.9;
- S0 [; `+ o+ W/ r% {! X b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
: C1 K: g9 g0 @+ B% `2 C8 \2 [ f1=a1*exp(b1*Echo);
$ n- K# Y5 c; L5 \5 `0 y+ _ a2=0.225;
8 h9 n; L4 C- Z8 g b2=(1/ECHO)*2*log(2);
3 W, `. C2 o5 _6 G. [5 \- N( A f2=a2*exp(b2*Echo);
2 {0 b2 d! S, l if Echo<=(ECHO/2) 3 Y% f$ b4 X- h' e+ T$ N# M U
P0=f1; 2 b5 V9 E4 N" b; v
else ; D! g) _. K" s: R' f' i$ q
P0=f2; # f* I* H* ^; @ J$ J
end; 5 v" Q, E9 m) c" `& t f. l9 q8 N# C
%P函数定义,P为信息素蒸发系数 7 a3 u- [+ M, z
a3=0.1; " t5 g7 q6 d9 L. L4 x
b3=(1/ECHO).*log(9);
. D j3 C6 x" O; w9 T0 ]& d* x P=a3*exp(b3*Echo); " O8 y$ X7 W- b+ u: `! O, f6 i
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
' j! l/ Q/ L& W$ v Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
A% `1 d! ^& ~" r/ i$ V( R Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
7 V/ J# a0 |0 |4 {$ q! | %寻找初始最优值
3 q- e/ O) \6 S- P. [ T T_Best=T0(1);
! a* d! b8 w' H; A+ ^ for j=1:Ant
% ^- R$ Q4 w5 ?% m9 f* R if T0(j)%=T_Best
& J1 w2 }% S) E" [5 j; P T_Best=T0(j); ! w. a" W3 M; g& E# u1 _
BestIndex=j; / a- e' i+ J+ x0 l, t* Q
end; " O- p* `+ o$ u3 b- ~
end; 5 H2 ~- d V: Q1 V* @2 F
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
6 R3 {# y. P- n e . R7 k: A" K J- u
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 ( A! `* `. J3 t
if j_g~=BestIndex
& ]7 y- `/ K {7 [ k& k. q/ a0 m r=T0(BestIndex)-T0(j_g); / U0 @! o- K+ _
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 6 ?3 } T; r+ z1 J5 X- | k
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
5 F Z7 @' k+ A. s: _1 P8 ~1 v1 f if rand(1)<0.5
8 P# R" D! L: Q J2 b# t temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; % g1 v! n; F4 ^5 S7 b
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
; K6 s) ?4 z0 L8 y" Z else
2 ?$ z9 G4 F* ^4 R: M1 e temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; 3 q. v5 f+ _8 N9 b& V7 q& J
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
R3 E! c( l( W) T3 C end;
; x; C7 y' o) h. c9 |" J/ _5 @+ @ Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 , U8 Y$ K) Q9 h, T6 M4 G' w
end; 5 s$ q+ i s! ]% N' B) I( h
X1_T=temp(1,1);
4 z: ^8 w$ ^$ Q3 f X2_T=temp(1,2); / M* M& Z6 b/ O
X1_B=X(BestIndex,1);
9 V) H& F& |8 N, C' a% W X2_B=X(BestIndex,2);
' s5 T% W K9 _$ p( g: ] F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; $ [( ^0 p' m2 {! t$ d8 J
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; 0 c" {# ^# L9 |/ |7 {
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 8 ^& Y9 n9 P, y6 t5 h" V0 _
X(BestIndex,1)=temp(1,1); # M& J4 \0 I" f+ [% Z" L: ]
X(BestIndex,2)=temp(1,2); % s4 ~3 ]3 B5 {
end; 1 Y& m& T" s$ Z1 s" M7 y: L; N
end;
! j5 u: q( U" s6 N4 y) y1 `, H) _8 u9 U7 {$ o0 }+ ?
for j_g_tr=1:Ant
+ z* b; o0 y" b& ^1 D if Prob(j_g_tr)<P0
6 Q. _1 Z( K/ C# J" _6 d: {+ V X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) # g( r" z. l I9 Z' H& b
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) 6 A+ ^( F' _7 w0 q% j
else 9 t, J' n5 S3 b6 b+ X1 L! ]4 n7 E
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 ; @% K9 R6 z6 s% E' s3 ]+ t& D1 \
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
+ K8 Z; a- F2 t/ O end; # N. l. V' R) b% |9 p
end;
" e- ^3 `0 h1 h& B
& b p7 k; x) n d- u! p8 b %信息素更新 ; F( Y2 P1 p6 S5 A
/ a# s- v5 S! I7 C
for t_t=1:Ant ' j; b' ?2 I" }7 f, P
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
6 K) J6 }% {( j7 X7 R8 ]* _ end; ) y @7 l, a5 Z+ s' N
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
H( E& ^! [! P5 l# }% Y subplot(2,2,2); ' l" t. h4 F& r. o) I6 I& b
for i_draw1=1:Ant
! N/ f% @: O9 t: F- W plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
; c2 ?9 p5 y/ F1 q7 A4 t: o axis([0 2 1 3]); ; f% p9 e) E' Z% V$ `# U
hold on; 6 U" i6 V4 b# I5 p) }
title('(b)'); & r8 ]- G# S5 o) t0 H3 u
xlabel('X1'); % E( m+ Q" K5 X$ D& f p
ylabel('X2'); 5 G6 _" L1 {3 _) E& d
end; 5 K1 J2 x% P8 B4 W& R0 P' t
grid on; 2 f( t$ D; ^- R/ U; s% q) B( V
end;
6 B+ G, N7 A; J7 Q
' y2 o/ C3 c; X& u5 j+ \' Y: t [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
# x* A2 a5 ^: d, ^$ O minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
$ Y% Z- \, ^$ w3 ^% d. |; F minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; 9 e) Q0 b- R2 L5 u0 w9 m
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
7 x" y' Q/ n! F! A, V- Q, v4 W %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 + R2 U) V, n3 U: v# l
if Echo== 2 {6 C4 P' j" D; S2 R9 e
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
6 U" c. y7 k3 A, R min_global(Echo)=min_local(Echo);
$ c6 q* Y& A ~" y+ s' q else
, K2 d" }9 y4 [3 A. T% u min_global(Echo)=min_global(Echo-1); 7 ?* Y! }% R+ k" y" S
end; - W6 C/ f% C$ i4 I$ m* |
else : v8 m( ]% R- d$ n( m9 E
min_global(Echo)=minvalue_iter; 7 `" v9 Y i3 j0 V. {
end; 5 k) _1 A/ j; {, R! o9 S; A7 N6 N
end;%ECHO循环结束
, P; E1 C% `' F+ B
0 S: j9 O% p* O8 R3 ssubplot(2,2,3);
( O8 l+ w1 ]* c/ o" C' u8 Q for i_draw3=1:Ant : h w& f. k3 k# e) i9 k9 b5 C
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 8 ^' Z) ^, Y! k; q$ p$ ^
axis([0 2 1 3]); 0 M# e# _* s. t+ {: G% @8 R4 D
hold on;
7 x V0 R8 _7 |7 g6 v4 \# W title('(c)');
, \! w8 a* Q k% c xlabel('X1');
% w/ H8 {5 q* j7 R2 K ylabel('X2'); $ o$ p4 `6 p' i. @6 P% M3 ]
end;
4 @; ~; p4 s) B7 C3 N* tgrid on; ; U: V; j. m4 @
subplot(2,2,4); ( G, y) ~9 W4 E% Y) b) O
min_global=min_global'; 7 i, W5 ^4 M# o7 M7 ^- i6 u$ b
index(:,1)=1:ECHO;
2 _& f% U3 x' Y7 H! F& hplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
% J3 Q, T9 e$ K% `6 L% nhold on;
2 j, b6 Y; B, c3 `* T: s2 Ztitle('(d)');
7 v* _6 X% z: s8 y. A8 r7 Nxlabel('iteration'); 9 I g) M) l& @
ylabel('f(x)');
( \ u( g# d6 b9 q8 Wgrid on; $ t: ^- @9 B0 V3 R4 w
[c_max,i_max]=max(T0);
( t7 S8 v( y( Cminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
' G/ {" J( P; K; E. q7 M1 ^minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
. Z1 k- o: H" P! X: \; J- x; Sruntime=toc
4 q5 x) B/ v$ j0 a2 O2 a* _end |
|