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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
) j7 U5 f' y5 O$ p9 x5 a%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% : Y! j; Z, Y- \' O
% Ant Colony System Code %
3 @. c, j. j' W6 S: w$ I5 l9 q% Date 5/27/2006 %8 G0 }: l6 w8 q+ M7 u
% Theobald.Zou % , g Z c$ ]; F- y; z
% Original Code % 7 Q; L( ^" s S- m) D% N7 j
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
$ N1 ~! l( x J' k1 ~clf;- m" w/ w7 c( [( X4 r0 f
for moni=1:100 4 i/ i1 g2 O$ ^9 v
pause(0.1)- A t' n6 Z$ Z3 V% E2 s5 G
clear;% e3 ]/ @8 [, y
tic; % O( c4 \* z! t0 j+ P5 K# [' r
%初始化各参数
& T7 T1 _0 n: OAnt=50;%蚂蚁规模
( y7 g: O+ [, ?6 _" }) J/ AECHO=50;%迭代次数
8 u0 ]3 b. p, p%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
2 n$ |$ m1 G( |+ g/ K7 `$ @. {; V! Tstep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
! \$ i5 j! z& ^2 c+ f7 k Ctemp=[0,0];
; N3 s- T/ n! {%各子区间长度 $ D/ K* c( j$ C8 Z
start1=0;
: n$ B; J$ D/ v. w* E _3 A( Eend1=2;
/ l2 U. w0 c' Y. }start2=1;
* @" c$ u! k1 x4 h! V ]! fend2=3; % N$ m% t' I% |1 F3 N' j
Len1=(end1-start1)/Ant; * V+ }9 P3 x: v) F
Len2=(end2-start2)/Ant;
( r( _/ o* U& \%P = 0.2; . b, q) r* B" U9 R4 j0 Y
%初始化蚂蚁位置
# n( `' l# J# k) ~+ ysubplot(2,2,1);
7 K% S/ Q0 i4 _, lfor i=1:Ant 2 G' o$ y! g8 W p
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
, M/ e2 j+ H- ]+ Q4 X( U: `X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
; p: m2 n' V6 qT0(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 % h) I, F/ K: X/ z6 E2 J
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
* @; L. ^ S) a# B! _; ahold on;
: [! W- `; N1 }4 ptitle('(a)');
% E; v6 d+ C1 U6 \3 D, Dxlabel('X1');
& e+ u1 w* o4 h# S: J" b- V% [ylabel('X2'); 4 f. T( ^* h, c3 Y. k
grid on; / F4 G- A1 k8 i$ I. E4 h$ j
end;
' H" e( C4 l, [9 P: T4 x%至此初始化完成
* M3 Z0 D/ f" d$ q
0 i0 @8 P% G6 Yfor Echo=1:ECHO %开始寻优
z3 t, |5 e) w6 m+ l1 b! R ] %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 , ]% e- U4 W% `3 n% T& o% w& b
a1=0.9;
1 M2 Q" A7 j" z b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
y) L. G) E! m* H+ J$ y& ?( F! n! ` f1=a1*exp(b1*Echo); # W* Y" k: K7 |$ l R _
a2=0.225;
3 ?+ x1 C4 u# V' X1 ^* R' O6 r* D b2=(1/ECHO)*2*log(2);
6 M+ j! `* v9 O% \( z0 d- i f2=a2*exp(b2*Echo); * T$ Y$ W, z7 t$ E1 G
if Echo<=(ECHO/2)
" g5 C) [6 w/ D" v# B/ @ P0=f1; 1 A9 C |8 \' }( S* X8 s5 P, s l
else ' o; Q$ Y0 I& o2 t9 e: P( j
P0=f2; / U5 Q, [! l) T4 U! u2 }5 `
end;
1 W% ?& w$ s$ { %P函数定义,P为信息素蒸发系数
7 ?& J, w% e( _! q" `& R& k a3=0.1; $ Z1 |, F9 E) ]. k# b) k
b3=(1/ECHO).*log(9);
4 \( S$ p7 b, \9 C- E, n7 |4 d0 L P=a3*exp(b3*Echo);
. u/ \) u* d4 f, U! `, @ lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
/ d/ `& d" H* q" z$ @( N8 | Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
" y1 H x, H# U% {6 L( J- i- k Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 ( }7 ^9 \3 Q- f0 r
%寻找初始最优值 7 D5 i' M) X& k; I3 \9 p2 }
T_Best=T0(1); 5 |$ z. n# t5 [% e4 r( b" g' f
for j=1:Ant
( B7 n7 [$ m5 J; A! |2 x if T0(j)%=T_Best
5 z* H8 ~$ B3 _, V. m: Y0 {0 q T_Best=T0(j);
) m- k1 x1 |- h5 z7 P BestIndex=j;
* C. [+ X' O2 [3 O' c7 t end;
5 L$ O |" K* `( C5 c end;
9 E9 L. e+ j( Y1 b6 X ? W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
& N5 c2 H. K4 o q% T
; D' C9 T! D5 M0 Z8 o6 A5 p 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 I5 f7 l, h' c. t( N, l( T! d if j_g~=BestIndex
- O1 \: i; q0 W2 b- Q: r r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
7 J1 d% G1 T( k) \ Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); ' t/ n) [ J( H5 Z/ u
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 5 Q: o$ M+ C' W# \2 o; U& M: r
if rand(1)<0.5 # E, _5 v! E# k" n" f4 o
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; 1 I. N7 R7 o' O
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
9 U9 H. s/ U# H2 d6 K ?- s9 P else $ N: u0 |+ L5 i. D/ k. D8 A! o
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; 5 a: t$ A6 Q9 o8 W
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
) g& G9 A) g* \. B* w; S. Q end;
' o+ c$ J- T# L! i' h8 a$ o6 E Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 " c5 C8 l# ], a7 U9 c9 R8 h
end; & _' A# I0 ]$ F& n1 m/ I f# j; T% H
X1_T=temp(1,1);
' Z; O7 W; U" ]1 e( s X2_T=temp(1,2);
8 ~' ^% M& O& O4 [ X1_B=X(BestIndex,1); * L; _6 x, R# a' A* G
X2_B=X(BestIndex,2);
6 s3 b3 \0 B' A+ @ F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
1 } p. g/ ?' S F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; ! _3 n7 ~6 l g
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
" s1 c# K0 y' X W& a: ~ X(BestIndex,1)=temp(1,1); 6 V- S% e6 L1 S' T+ ~: w
X(BestIndex,2)=temp(1,2); $ C: A) W1 |4 d+ u8 h( b/ B
end; 6 }$ s' }5 \8 D
end; 8 ]8 L8 P- W* D+ O6 C3 s$ r" F% x
" y3 N- n" J j T! D for j_g_tr=1:Ant
( d% W1 q8 N) d. ~ if Prob(j_g_tr)<P0 : R) ?8 E" Y. b# p- y. D1 e
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
) x- [5 {2 F* h+ E U1 c X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) ) F( w. Y- v0 e) t% `
else 8 q; a# w5 Z7 K3 s
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 ; ^- f5 l: n( F. _9 J+ \/ V- C$ S
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 + K) \/ {6 S7 ~ U+ d' m" Q# n! b
end; ( d0 x9 E) u; D( `* y5 B
end; , c, i& J5 Z, p) A
1 f% K# t' h0 A %信息素更新 8 L9 }( u' i! d' Q
' \4 p$ V3 u! j% C/ V+ c) s" v' I
for t_t=1:Ant 3 I$ }& Q7 z- s" D
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
' {' c0 W4 Z+ v0 q. n6 l end;
0 A4 Y* w4 M1 n) p 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
) U. U5 x9 o; n( U% P subplot(2,2,2); 2 L% O' |8 ^9 @6 }/ q
for i_draw1=1:Ant 7 y# \' A2 n1 y/ y; b) K0 B
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') 7 ^8 U8 p8 T$ _+ {) v* s
axis([0 2 1 3]); ( F. s7 n. C i3 ^- J/ P" Q
hold on; $ q0 _7 W# U% `" T. i [
title('(b)'); " o( a' f6 P+ s( C5 F5 s# T
xlabel('X1'); ) _$ u# M+ C( {, d
ylabel('X2');
8 m9 ~4 z$ L3 s( D0 p/ I end; ; b- l" f7 P* Z4 f4 q, v2 h1 k
grid on;
, v$ j' \; c; l9 z' b end; " Y, A5 r% h5 _0 a$ e; t% L
9 i! ~2 g: J3 S* A8 R
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
6 c. ~6 z" |" T' R5 o" E* w minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; ; ]% d. {* D5 I+ L$ u; |3 M
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
Y6 R3 \4 ?/ P8 X# _2 u: z g min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
1 r+ Q3 }- J9 z %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 2 v8 e0 l3 D. H. a' Y# ^
if Echo== 2 6 C% s" R! }% \/ C4 z( e, `) B+ T
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) / o4 r+ J) r) i! A6 `: r; u* x
min_global(Echo)=min_local(Echo); . P4 I- M- W6 d+ [, T
else
; y0 P/ n7 M3 F min_global(Echo)=min_global(Echo-1); ) Q$ p q+ D0 A9 W$ |* ~
end; * ?0 }' \8 L6 q3 }
else ( ~+ | X$ s: [% l; H" y' I* x. }
min_global(Echo)=minvalue_iter;
* r, h) ^; i" ~ R. Z& ]4 n end; 5 I* p2 X$ a" q/ B
end;%ECHO循环结束
. W- ?4 y! `" G+ C7 B" R+ d+ i7 ^( U. z% z% |( ~/ l+ i
subplot(2,2,3); ( T- \1 {. b3 u3 L% `: F
for i_draw3=1:Ant
V. J' }8 l2 B( b. a 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 ' f3 \# u7 n2 k7 f0 I9 Y5 A8 ]
axis([0 2 1 3]); 7 n/ c5 t$ V) y3 M# w# t! y, f
hold on; 3 R W" k( M4 t4 v( V" ?/ b
title('(c)');
/ N0 `* S1 F& W$ { xlabel('X1'); ) j* ~, {$ b7 r5 N
ylabel('X2'); * ]3 [* ~6 t8 Z2 i+ Z6 f! f
end;
6 g( t3 U7 G+ _grid on; 8 I4 R: q4 K6 W, S
subplot(2,2,4);
9 p( F2 G& E* V N2 @0 O5 m/ Wmin_global=min_global'; ; J" }/ f4 K" m+ r6 F
index(:,1)=1:ECHO;
9 X S! t) [; g& K6 C Cplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') ; z9 r6 p7 S3 T& S7 K
hold on;
0 Q0 H9 O" n4 A3 K0 J, X# Wtitle('(d)');
1 T3 e, R% H* G+ B, ^2 E- U3 Y* a# bxlabel('iteration');
" i$ X8 y! I- d9 cylabel('f(x)'); + Q! r& c7 i( L- p' x
grid on;
. I' f0 A* j& [; z P; F; o[c_max,i_max]=max(T0); ; O9 k( a, Q2 d* K; [
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
+ j o7 _5 P( G) B) pminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 8 F6 f7 Y7 s+ ~: v
runtime=toc4 l6 M$ h& y: B- u
end |
|