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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
/ @8 m% U7 ?% R9 M%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
! J! T' A; t4 P+ X9 `& J. x% y% Ant Colony System Code %
! v+ }7 S, L7 ]! q o9 Z3 q2 `% Date 5/27/2006 %. G+ `" |- s! G! ]9 I
% Theobald.Zou %
8 Q* z0 t8 p; l8 w- G' W0 X% Original Code %
0 |0 t1 f0 z& w( A7 V( v' ]%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+ z v" l' S- jclf;' P3 w; \7 G; |; Z/ _3 _
for moni=1:100 . W; f$ ]1 A0 U# O; z1 v
pause(0.1)
# `( @2 | ^ s' L5 v, aclear;) U" G5 b8 \0 [8 \
tic;
0 k7 `; `& m1 t%初始化各参数 + E5 \) V; y- ]( Y+ \. ^* ?, ^
Ant=50;%蚂蚁规模
5 W% \8 _2 ?+ u8 x7 U3 X+ L0 N6 pECHO=50;%迭代次数
, t; @4 b2 b' ?# v6 D3 H R%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 + S, f3 N, H" i$ e/ O* `% \
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 2 {- _; k" u9 T: t+ h# ^" F# f& `% C
temp=[0,0]; + T) e$ U* S+ c' S* ?6 t
%各子区间长度
% Y3 O' @7 J4 c1 b8 E. q% N5 xstart1=0; ) w' s9 y$ @* @9 c
end1=2;
8 h4 |, y; |7 f8 H% ~: r- Xstart2=1;
2 X7 U6 S+ S' jend2=3;
5 c8 e. y8 B' C W0 F8 ^1 I/ [Len1=(end1-start1)/Ant; " z; A0 I, I3 V' \5 U
Len2=(end2-start2)/Ant; 0 C j" P9 ^ E. B! U/ ^) l
%P = 0.2;
3 L2 a4 k- F7 B% a! V8 @( u%初始化蚂蚁位置 ( ` V' W, }9 w' v8 |2 r* J+ l
subplot(2,2,1); _ F/ k! j( w8 p9 Z' x$ ^
for i=1:Ant 3 [) M* ^7 N" I0 A8 ?/ S
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); . M6 }8 }" ]2 Q6 P
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
: ]6 v7 ~% o+ S \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 $ C, F% t3 m1 [. u, a9 W0 N
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
9 t) D. a* u5 U9 shold on;
. o5 G0 p. I/ Ttitle('(a)'); ) L! p7 v. _0 S2 @
xlabel('X1');
; y9 _7 X, ?4 `( T( eylabel('X2'); ( ]( N! N) {, A% q$ n
grid on;
' P* v6 R$ Y3 k. i( Q1 u' C) `end; % u1 ]9 R" W* r' Y4 T
%至此初始化完成 0 W0 l S, z, t5 B+ r8 A# ?
& R4 \2 ~ u8 L2 b( Q5 v3 Y, E
for Echo=1:ECHO %开始寻优 4 P2 y ~( e9 ]9 A! x- d( g1 A
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子 3 K4 }# C& e4 ~4 e8 b! K2 a6 a
a1=0.9; 7 {8 X# V2 q5 B' a' r# Y/ v0 }
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); 0 c) E; m, J* ] ?2 {/ v& W" s
f1=a1*exp(b1*Echo);
0 k+ P9 Z: L$ b5 A# |8 x a2=0.225;
, h. S: W+ o2 N b2=(1/ECHO)*2*log(2);
1 F5 u1 q" s: C/ U! G f2=a2*exp(b2*Echo);
" i! C5 R, f# Y/ S$ Y2 C* ~$ b if Echo<=(ECHO/2) + w+ ^2 a1 D7 J" w# T
P0=f1; - k6 m) C% Q: R6 _3 t. v
else 6 O' ]9 O4 A6 V8 n6 b/ K
P0=f2; 1 s5 Y) B' a" t! S a; U
end;
- {7 R1 e' G$ K9 _3 \ %P函数定义,P为信息素蒸发系数 " ~; @* z" D8 a7 L! `0 v
a3=0.1;
* h# [5 O* y5 B9 W( A. q) i b3=(1/ECHO).*log(9);
. e; c9 E# u1 i; g. T P=a3*exp(b3*Echo);
9 `, G! W% A& [1 Z k* d& T& p lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 . Q8 K5 ^4 }) u+ C# R0 p
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
/ ]0 q0 Q" h. l+ ^& I( ]7 Q Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
" [6 a% Y& x% N0 O2 F- p7 ~ %寻找初始最优值
8 k% d2 G1 z+ j T_Best=T0(1);
% a2 i+ U* E- j0 a7 \: h for j=1:Ant
, j% i6 ^, e) E \ if T0(j)%=T_Best 3 K2 v1 J, a7 i( ]# `, w
T_Best=T0(j);
, n+ p: U8 J! ?* ` BestIndex=j; 6 ^/ P4 a! W) |) E
end; 2 t: I6 g" x! S( r3 d
end;
4 @: v. c: O7 p! M W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
1 ^& k3 y3 A! I9 [ $ k8 O# f' X1 y3 m: N! D/ `
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 ! r, [$ p# p4 Y8 }- i/ E
if j_g~=BestIndex ) \: a3 m0 M1 |, |" ]( p
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); % Y: B. v7 d& ^2 ^
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 3 f7 d M- h/ j6 _. o, }6 J. b6 {2 M
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 ( D `# q ^# o0 P$ y3 R" k# F, P
if rand(1)<0.5
+ p1 u4 n/ v" D temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
, _; L8 m5 V8 E0 p6 e temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
6 _. f. v* h1 k/ q) ] else
/ _+ K& Y5 h L: b. ]; P- u temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
1 R+ l& r9 r1 R v! P: q; e7 p0 G temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; ! c$ N/ [% Z; o1 p d t
end;
9 u/ w+ l$ r9 o8 ]9 c& p Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
8 K1 y# Y6 o H# J& O/ g% A end;
8 X# \6 N: {2 u8 _3 c) O X1_T=temp(1,1);
/ g9 Y" F& K( E. w2 i$ S X2_T=temp(1,2); : N5 i" U# U8 g7 k. ~% R
X1_B=X(BestIndex,1);
8 k' \# `1 e, S% H9 F3 Y2 m2 Z* `7 h X2_B=X(BestIndex,2);
% \2 j/ v. }1 a0 J F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
: u+ h* j8 {: U7 ?- l F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
+ |0 J! G: x# Q$ e2 r2 b) A if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
7 c0 J f$ P( q! b/ S/ f# s! a# J6 t X(BestIndex,1)=temp(1,1);
( d$ t3 n8 ^* q7 ~; x X(BestIndex,2)=temp(1,2);
/ e, m# W5 |) U: s0 W# W end; 5 S. g( e3 N' G
end; 2 @2 t: _1 t& X5 v* C
) ^! s# p; K1 p" I9 w6 X" }) M- A, t for j_g_tr=1:Ant 1 `/ V, b# E/ C0 \- x ?
if Prob(j_g_tr)<P0 # D4 O$ W1 u' c6 y7 W. ~7 P: k$ ~
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) 1 d; M. @2 ^1 {- h$ h
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) & y- O! z, ^: Y1 f1 }& z) j
else ' C5 p! o, \' e1 m; O- x' c3 s0 N
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
/ k& H! {% z. g% ~4 b- | X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
! m* ^+ N. |( k8 S j end;
/ ^0 [5 L1 U/ r: k! q end;
; x" K( G: M2 N9 c! ?# m" C+ x% Z3 t3 L7 w# u
%信息素更新
* [0 J. R: W$ o2 v6 o) W f
5 S4 D0 o: R, J. B t for t_t=1:Ant 7 V8 ~7 r+ w! R
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); 3 k. H5 f0 d x' B
end;
' I6 m' [9 p$ N6 v) F$ e 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 ! e l) N, X. L# L
subplot(2,2,2);
& ?! I/ `# P0 ?- x/ j3 T for i_draw1=1:Ant
% k8 E0 T+ U+ m; v* A plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
& H% J& |$ ~! i' l axis([0 2 1 3]);
/ T' `* g l8 @- N* i: O& ^/ n hold on;
1 X9 _1 ?, c# J4 v0 Z+ U1 K title('(b)'); - R# {( Q) ~: K7 w4 l
xlabel('X1');
% \) O6 N) v- m, v% u ylabel('X2'); ) T: m( x1 K* T% B1 ^. T
end; " e# Q$ D% K1 G
grid on;
2 Q& K) ~7 Q5 ?+ E+ K end;
0 ]2 C8 W) k1 G/ e3 \" Q5 |" s: ~" T9 I( Y& P8 H/ J! p
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
. {) g! x1 ~8 D5 o2 C3 u" X minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
& D6 ?6 R5 }/ M: }$ I minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; ' E) s( ?2 H1 b' Y
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解 g& n. g3 Q: ]' }9 G* p
%将每代全局最优解存到min_global矩阵中
1 V9 _ T( J0 A" i if Echo== 2 . B9 N8 F4 l* v$ ?& J0 c
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
& x& D7 W. X4 p; ^8 c9 ?) H min_global(Echo)=min_local(Echo); % c' V& v2 ?/ k! n* k9 a' h4 o
else
! y8 w$ C: r0 y) C min_global(Echo)=min_global(Echo-1); # \+ t" M5 Y, g9 S: b! v# J; R# i
end;
- O! W% y% K! T else
4 C/ i: s; ^9 w: b8 m min_global(Echo)=minvalue_iter; 2 t/ K0 f; ]4 t
end; $ @5 o: c5 [$ N C
end;%ECHO循环结束 + O4 V8 d* y* {7 q0 K
' s+ t/ J) P K# \' C1 {
subplot(2,2,3); & F& k- b9 x! C' p/ u
for i_draw3=1:Ant 6 Y0 m j! D1 r1 I9 M2 Y
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 # C9 x$ X! f$ x# w, _% I3 o. [
axis([0 2 1 3]);
1 p2 F+ ]8 x2 F. G hold on;
4 v3 e' ^! C& ^( o" U0 i title('(c)');
1 O9 L9 S, X Y3 T: T8 L xlabel('X1');
" h1 }2 ^0 w1 ]. m ylabel('X2');
6 j9 Y& G9 y$ z0 v( s# l2 A end;
. n6 V: A) R, b1 d( _) M# }grid on;
v& B: O4 v1 b# T/ L bsubplot(2,2,4); $ y/ w: i" D' P2 M- [. g) W0 H
min_global=min_global'; 0 C7 y, {# n9 ?; G8 D" q3 {
index(:,1)=1:ECHO; ) k$ T! o2 n3 f/ b9 H
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
* f# [: v! s& E6 M. @3 hhold on;
2 z4 m4 {+ l1 | L5 Htitle('(d)');
0 o7 ?3 ]" {7 a+ ]2 `9 W' _xlabel('iteration'); * i X/ C. x; {6 V5 A! `0 b
ylabel('f(x)');
) [- U! e2 l/ C' y/ D, N4 D2 |- _grid on; $ F$ A+ q9 M) `; s2 Q4 S8 M
[c_max,i_max]=max(T0); " v# S2 d. O3 t j
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)] 8 J, k7 Y/ t3 W* F: z
minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 # h1 E! O# m: f9 B& O; Q2 _
runtime=toc# y, G" u- D+ |9 h: n' V
end |
|