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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
$ U8 D( e4 C2 p& ^& h%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ) P2 C& E4 C( {9 A J, s
% Ant Colony System Code %
- G& k9 j' ]. ^9 x6 ]$ r% D% Date 5/27/2006 %: S/ O e- e/ X7 K \1 i5 n u# q1 |
% Theobald.Zou %
7 z0 m' l# G2 i- I& @) e9 i. b% Original Code % 9 @' {% r- Z' [
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 7 X; }4 z& \" F! `
clf;8 i5 {( v; h7 v0 g! N- I+ C# C
for moni=1:100
/ r. Q3 q! g# x8 J. a8 S' ypause(0.1), K. C* V/ o8 ]" s+ {. A+ k
clear;
: n( g& A( `: F7 Stic; 8 \5 C! v4 ~: K9 }; P' c" T$ N& Z
%初始化各参数
/ m6 n& i) x$ h+ WAnt=50;%蚂蚁规模 3 u. R3 h h& {+ s# w5 C
ECHO=50;%迭代次数 ' I6 n/ A" L0 Y
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
8 U, }" N u& f! j( p9 Zstep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
5 F s( \3 X/ ~temp=[0,0]; - S/ h' S- M" f- A8 P- D! v5 n P
%各子区间长度 : V2 W: V# \( k- `4 {- W
start1=0;
3 D$ U* o1 d3 m: b! q' d7 D( C5 \end1=2; ! C7 C% |: D: s0 f0 Q, c5 q+ M
start2=1; ! ]& x9 N+ Q1 x7 X; e" |; Q+ T
end2=3;
6 K. ^) C! R8 L: j2 d5 S+ tLen1=(end1-start1)/Ant;
* l5 k; a6 i' n. ?. u, i& ~2 v4 j. YLen2=(end2-start2)/Ant; , t; L1 |$ h4 j! r4 k; H
%P = 0.2;
7 L V0 C) m7 {, i, h, J1 _* _%初始化蚂蚁位置
$ n6 z& X# ~+ Z$ Fsubplot(2,2,1);
/ b$ K* x9 U. Y4 M/ @6 C# Bfor i=1:Ant 5 j. ~7 T! ]+ f3 {" n, R; I, H/ y' r, `
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
6 E; ~, H; n4 S- UX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); 1 b3 i& |: M5 f9 X/ f! o& }- 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
4 B/ ^$ x$ a. Z, cplot(X(i,1),X(i,2),'k.') 3 x. |+ q! l% z
hold on; ; \6 m i* H2 P- ?! p
title('(a)'); 0 f) I. U1 F6 v9 Y7 F
xlabel('X1'); ; T2 u! `# J% g8 P5 C5 _* _ G
ylabel('X2');
8 }4 h& y4 u% w) b6 k3 `' ]% Egrid on;
8 b& X. c$ D& j% o* N9 m9 t$ iend; ; z0 k$ R0 Q. ^# c* W0 G
%至此初始化完成
4 H8 w, o9 f/ Q5 B
. h8 \, q' C% l$ Tfor Echo=1:ECHO %开始寻优 ' E: a* v5 h* y! L2 A W. {& a* n
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子 . s {' I, Y r9 x" ] H
a1=0.9;
. U+ ~2 M+ S2 N2 Y b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); . V Z' Y ~) p
f1=a1*exp(b1*Echo);
0 B1 x: Q5 A8 x. U7 t) H1 o/ u a2=0.225;
# S* X! U7 q& D( P8 H b2=(1/ECHO)*2*log(2);
# f/ j7 N3 W+ V3 q f2=a2*exp(b2*Echo); 2 x5 }& R7 B7 z; r' J3 r. f
if Echo<=(ECHO/2) ; x, f# i/ ?& M6 T% N
P0=f1;
! |$ p4 d1 C, S" b' G" Z4 t else
+ R4 R( l+ F8 T: R) E P0=f2;
, O7 n0 F, r" U9 F' X R, I' K end; $ U9 w: ~0 q7 R5 Y9 ~3 N( i
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
1 i! A5 m9 o# i) A3 r7 W a3=0.1;
1 u, V8 L( {6 p' J8 n7 ^& e b3=(1/ECHO).*log(9);
" `% A' c! b6 ^. U* {" f9 K P=a3*exp(b3*Echo); . Y+ h9 @, |- z7 t
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
7 [6 _% i0 z1 O1 S |! h Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 ! q6 L% f6 b' F B7 Y; b
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 ' d% F9 i7 a' U3 y9 ^- }1 F
%寻找初始最优值 5 a2 J' g4 Z9 Q2 l% p
T_Best=T0(1);
0 e/ f5 ~/ N0 N5 Q( N for j=1:Ant
9 u& L# m1 K, ~$ ]7 M" N! Q if T0(j)%=T_Best
7 \4 i0 `6 l6 T; ] T_Best=T0(j);
1 j2 j0 ^$ f7 B$ z) {# \ BestIndex=j; / ?5 D$ ^9 b$ P( c3 x
end;
8 Y: g. z. ^* ~' a7 P end; 0 A4 V! _2 s" o* }4 G
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
8 d, ^8 C4 H8 i3 l; s+ `) S
! T2 \2 Z7 K! q; T 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
$ @0 ~4 h+ a \/ I: A if j_g~=BestIndex
) Y* B6 @5 _ l/ A r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
( k; P- h7 V2 A: W Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); * g- d _7 Q( c6 Z' R0 |- P
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 ( u+ E+ E& f3 `9 j
if rand(1)<0.5 " U3 U" W3 V+ c" ?( B- Z: M
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
) z: A6 w5 ~" w7 { temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
0 z1 X& _1 _4 r$ ]/ c( u4 ?. h7 n. ]2 C- f else , s( @( \: B3 ?, j$ s% j$ q
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
( a5 |" A5 ^! P4 A; V& T0 J9 _ temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
: A8 ^1 E2 N: i7 ~- }# u end;
4 h+ R5 J, b" n; }, i0 h Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 9 t0 R) w. H6 E5 o
end;
: r# n3 j( F/ M3 L3 g X1_T=temp(1,1); , U) I5 Q( |. [# K n5 A, m
X2_T=temp(1,2); * p, O( k/ X: ~6 }& _8 T) m- R* W
X1_B=X(BestIndex,1);
9 N1 T( C( P# {5 ~* ?3 q v X2_B=X(BestIndex,2);
/ ]3 f7 {% Z4 x& ]7 _; G F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
& m8 C$ q7 D) S+ d! n5 V F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; , _- p4 H: I* H. X5 A T
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
A& x6 _- \( c2 G2 r X(BestIndex,1)=temp(1,1);
9 G; n" W. X1 v& ] X(BestIndex,2)=temp(1,2); 9 P9 V9 Y2 W& P+ k
end;
O+ Z8 O/ L5 o% D- Z2 d end;
% z; L+ U }7 z4 k; R6 u3 j: Z! Z5 R$ F; g, t
for j_g_tr=1:Ant
5 W* J( q" u0 K if Prob(j_g_tr)<P0 R2 r% N- @; p; H$ ]/ w* A& g' u
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
+ z0 `2 w( f H c2 ]' d: K6 f 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 N& l3 l! M3 ?4 u- \& R
else
# v) |/ f0 m, e" v X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 $ G- a* z. I5 A3 y) u N) |5 P
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 C& J, X8 _# `
end; $ N1 F9 }0 L) x' a" i9 O" u9 O
end;
6 x! i, g8 ^3 h1 m# V+ P" M6 K; ], L9 M1 A" J( O
%信息素更新
- {0 x% @" i6 v# P9 P
5 A9 L4 V7 H. W; B9 y for t_t=1:Ant 0 ~1 C3 D1 X! Z; C& A y6 A
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
1 F- Y6 M/ K- r- p8 I2 _0 D) ^ end;
4 i" h3 Y! l% }; g, D& ^ 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 4 j; R2 Z$ V5 j, a" _( b
subplot(2,2,2);
" \1 h4 N: L' B+ t) z5 ~8 x for i_draw1=1:Ant . o2 p W( Y2 v) H% r) C
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
. V# I' O9 N% ~0 n9 D axis([0 2 1 3]);
( y# u% j* P, d5 N/ z- [0 } hold on; # j: t# a( h: [% U0 M" u8 u
title('(b)'); * ~, ?; o0 T; u% ]
xlabel('X1'); ; u6 z5 {# O. D' Q" G [
ylabel('X2'); . i A* B1 Z( M
end; ; U! k% ?6 C: g
grid on;
4 Q! h, |0 a$ P7 B end; # w4 Y5 j3 Z2 c' x( T( ^6 O& v
; i% y$ M2 X) l" H d4 w
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
( L) o0 l6 H6 j% Z* y g6 Z minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; $ R' S0 z7 e: F7 u4 w1 O4 e, h* p
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
4 j2 M- j: g/ R- ~! { min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解 ! F; w6 Z; { I+ s
%将每代全局最优解存到min_global矩阵中 , y) c' D* A$ L7 m# h! G) I
if Echo== 2 6 Q& x# k5 a) x
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) 9 Y* g7 C2 z' j$ Z' Y% P
min_global(Echo)=min_local(Echo); 5 r1 X. g& q0 r7 J, Y3 H
else 5 b! N4 ?7 @7 |) m6 s% j, ` P" T# P; {
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); # B( ?3 |! |7 k2 A* O' z0 G
end; & Z& @: E. C0 _7 a) r9 _4 J) P
else
& c2 W9 I; u7 r; G min_global(Echo)=minvalue_iter; + q/ a6 ~0 L. l( B# C4 j
end;
: }% }( l4 D2 t! xend;%ECHO循环结束 / X# H. f% i1 n8 ]
8 _3 I# e5 a# o N7 W, L
subplot(2,2,3); H! M" N: }, x1 `4 C; o
for i_draw3=1:Ant
q. x" E9 A. u! m- e( S 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 * h+ }) p+ ]7 s/ s
axis([0 2 1 3]);
# [, e& H/ c! y, a hold on;
6 ?7 |3 s( ?/ P; X title('(c)'); 5 Q& ]" } ~8 d# m% K! u
xlabel('X1'); 7 |+ V( M+ ]9 v
ylabel('X2');
6 F. C* k r. M2 ? end; 3 j- \2 \& m m7 l' x8 d/ n! X
grid on; - v7 [" f! T9 j. k4 K
subplot(2,2,4); $ e4 \6 c& O+ r8 ?# W$ F/ u Z
min_global=min_global';
* K" c: f1 S/ ]( Hindex(:,1)=1:ECHO; : R2 l+ g) y# ~- r1 i' t* a4 P
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
6 J# n, Y, K5 D, j1 C+ Rhold on; - h0 I# h5 `- e; N5 r/ W* j
title('(d)'); 1 E* A- c0 `: b; n, L
xlabel('iteration'); ; V* S0 F# f- ~% B' V; ]
ylabel('f(x)');
3 |0 ^; E5 q, u4 _/ W5 G0 ogrid on; * _/ S: V! y: |
[c_max,i_max]=max(T0);
& _) Q' N, K3 Zminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
. m9 a' K5 b2 F3 x5 j3 Y2 Iminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
$ i6 D! m( Y( J" F& ]" ^runtime=toc
* }. i) S a L6 F' k% W* Q; Rend |
|