QQ登录

只需要一步,快速开始

 注册地址  找回密码
查看: 4923|回复: 3
打印 上一主题 下一主题

标准粒群优化算法程序

[复制链接]
字体大小: 正常 放大
ppbear321        

25

主题

7

听众

15

积分

升级  10.53%

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2009-8-12 13:25 |只看该作者 |倒序浏览
|招呼Ta 关注Ta
%标准粒群优化算法程序
1 m) W/ ?2 F" q7 t: I' c% 2007.1.9 By jxy
8 c+ A8 s1 v+ w4 o  V7 U%
测试函数:f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.0483 C4 G9 x7 a/ A
%求解函数最小值: k# Q* A' ^! [5 H, J1 n

, E+ G, }) a: t7 V" s% @& `. M1 nglobal popsize; %种群规模
0 A$ J& h$ W) D1 X" {4 D. D%global popnum; %种群数量! ?. D4 R+ N) P% g
global pop; %种群
3 h( G0 |0 W) ~2 q%global c0; %速度惯性系数,为0—1的随机数
) E, T  m, _, gglobal c1; %个体最优导向系数9 U2 ?& W. p" T( A2 j  H
global c2; %全局最优导向系数
" w9 N+ U; A& O- C/ D$ ^- h! Kglobal gbest_x; %全局最优解x轴坐标3 n" p* @* J- X" Z
global gbest_y; %全局最优解y轴坐标
+ T. o. h# K! l. ]) ^global best_fitness; %最优解
7 @# p' T3 t* j; A/ Y5 l- Cglobal best_in_history; %最优解变化轨迹4 |7 w& ]; Q, G" n7 _
global x_min; %x的下限
4 V# g. s1 M& F, zglobal x_max; %x的上限
- s0 N6 @+ e( k* G3 }! m, Gglobal y_min; %y的下限
3 e& F% I4 K) [1 iglobal y_max; %y的上限8 _0 J- R6 }* I' z, z! l( }
global gen; %迭代次数
4 q1 A5 {0 M0 k8 r  q" E* c  R9 z8 r/ Cglobal exetime; %当前迭代次数, }% U4 I/ i2 [2 }9 D8 S
global max_velocity; %最大速度
- d( Y0 n1 O6 m9 X4 Q
  S, C' q& I0 @+ K# p5 N4 Kinitial; %初始化
/ p4 M% |9 P% {1 u# n- `( n
9 y, \+ x5 X. V* x& ffor exetime=1:gen
5 x# k: O3 U) n- Y( @+ D3 Noutputdata; %
实时输出结果, n  V1 n; ?- g/ o
adapting; %计算适应值! E# o7 j5 B6 ]9 e
errorcompute(); %计算当前种群适值标准差+ J0 ~$ V$ b2 \5 @3 e9 j
updatepop; %更新粒子位置4 y, L+ E, b$ n' W
pause(0.01);
6 {* S7 V! @5 ?end! O9 C: o, S$ p# a% M
: @; y, R" [2 W; W
clear i;$ Z% U+ L9 z' D- Z/ F
clear exetime;
7 r) L# q, p  o- Jclear x_max;2 f9 h/ y5 k) I1 U  k: ~' @2 M
clear x_min;
, J3 {3 o- B5 A! O( }7 aclear y_min;" X) Y9 N) @8 r
clear y_max;  W& f6 L, t" S4 n" P( K8 l
* m/ U  I9 |! N) ~9 x
%
程序初始化# g  x8 J0 G' V9 i+ q

! e% `5 c$ z$ {6 t( N5 Jgen=100; %设置进化代数+ {  F4 V. }1 h0 N, f. o
popsize=30; %设置种群规模大小
0 _5 L5 x: n$ B* L, n2 pbest_in_history(gen)=inf; %初始化全局历史最优解
7 k- y! A9 W4 L& j( pbest_in_history( =inf; %初始化全局历史最优解
% H1 ~# w, Q" }9 V" S3 I8 qmax_velocity=0.3; %最大速度限制
6 W* T; |) b, [& zbest_fitness=inf;# o- p( g9 o" Y" t
%popnum=1; %
设置种群数量7 {+ [. B+ s0 ]4 m; L3 w
& N" T1 f0 _0 s3 Y$ L  H! |0 d0 X
pop(popsize,8)=0; %初始化种群,创建popsize行5列的0矩阵) Q% j' a% t4 [) c/ T
%种群数组第1列为x轴坐标,第2列为y轴坐标,第3列为x轴速度分量,第4列为y轴速度分量
" N* B* N* x! S9 K; @) X- M- ^%第5列为个体最优位置的x轴坐标,第6列为个体最优位置的y轴坐标
8 B- d: j1 S' _( i& t5 @+ I1 i% ~%第7列为个体最优适值,第8列为当前个体适应值
% F" @3 F, h! D- Y: f* L
& b8 X; \/ v: s6 O0 d- nfor i=1:popsize% H$ g2 B: R  n& R0 t
pop(i,1)=4*rand()-2; %
初始化种群中的粒子位置,值为-2—2,步长为其速度
. E) I" i; z* t# s: A+ f5 i0 [pop(i,2)=4*rand()-2; %初始化种群中的粒子位置,值为-2—2,步长为其速度3 I, R% a% w7 [3 v% M. c
pop(i,5)=pop(i,1); %初始状态下个体最优值等于初始位置
& d* f8 c6 F/ r/ M; e+ \5 vpop(i,6)=pop(i,2); %初始状态下个体最优值等于初始位置
- c7 ?# {7 i# v( v" |pop(i,3)=rand()*0.02-0.01; %初始化种群微粒速度,值为-0.01—0.01,间隔为0.0001* v5 N" j) L" D( J" c
pop(i,4)=rand()*0.02-0.01; %初始化种群微粒速度,值为-0.01—0.01,间隔为0.0001
1 c; t+ r% s, P) s4 Gpop(i,7)=inf;3 h2 ?+ Q: H- O" w* [
pop(i,8)=inf;% k+ j4 b# e5 r6 t- T4 p
end
4 ?5 m. u, p! e4 _' r% y* }* U; ^. J# U% N' n$ F. c
c1=2;0 b- q9 W9 \6 l! U# T1 A
c2=2;
1 {; r. d6 n$ {! |% Rx_min=-2;8 l: E. d6 ^+ Z6 N, O
y_min=-2;
/ r) F1 H9 ?' E( T5 ]x_max=2;
. c  b" R" b- Q0 j7 N6 ^! d  dy_max=2;* N& M4 q! Q, C# w# q: h, s
, f) o* B6 \. o4 Y% y4 l8 y+ ^" j
gbest_x=pop(1,1); %
全局最优初始值为种群第一个粒子的位置
$ S; o0 W7 o  D- ]4 Fgbest_y=pop(1,2);3 G& l8 x5 D! p# L

3 ~. U. A& P- i6 S% \/ @%
适值计算1 q+ W3 f( S' X
% 测试函数为f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048<x,y<2.048
$ t1 x' b" H/ B! F4 q+ i
2 ]; k! G% z# s! A) L5 W4 M: T%计算适应值并赋值4 C' O) U% ^+ D* h! n
for i=1:popsize% P# u' M5 Q3 A: Z/ o
pop(i,8)=100*(pop(i,1)^2-pop(i,2))^2+(1-pop(i,1))^2;
( W9 T4 M2 A5 B! d- lif pop(i,7)>pop(i,8) %
若当前适应值优于个体最优值,则进行个体最优信息的更新
* o" b5 T9 ?2 W, D, jpop(i,7)=pop(i,8); %适值更新6 G9 a, @+ q' H: C. K$ N6 U
pop(i,5:6)=pop(i,1:2); %位置坐标更新, M6 r3 G  X- {8 R
end
% R5 b" [3 w) v+ uend' G5 ?2 Y' {. d" y

# x* q3 i- k+ J%
计算完适应值后寻找当前全局最优位置并记录其坐标6 Y+ E0 o2 K3 \, _& r
if best_fitness>min(pop(:,7))
7 e3 h+ K* U* D% S- _$ N/ Bbest_fitness=min(pop(:,7)); %
全局最优值
, U) q' g* c. C" u" C: e: {7 }* i0 k9 W6 |gbest_x=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),1); %全局最优粒子的位置# h: e% R+ G  [
4 }- r2 ]7 s; Y9 |' p1 b6 B( x
gbest_y=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),2);4 J/ e4 s; S) C& N/ I
end$ _' I- a# K9 R; _. P
# y6 O# }( ^5 E; E# V
best_in_history(exetime)=best_fitness; %
记录当前全局最优
2 H: l2 l4 N; F" ^0 M
) f9 o( {  p, {$ u: a+ [! s%实时输出结果
, k* m2 \6 B: U3 {
; A- ^, l: E' G' |' g! M* ~* \%输出当前种群中粒子位置: o. `0 B; r: A3 E6 S# g: R1 C8 V9 Q
subplot(1,2,1);
9 k2 Y6 ?. D: {- H% vfor i=1:popsize
/ [! L& n9 I& Gplot(pop(i,1),pop(i,2),'b*');
  B: i& `) n+ p0 [( H$ ~hold on;! C6 D* u, b+ i
end& q  o% s! m5 K

; x$ H/ J/ o, i7 o8 H  Y" Nplot(gbest_x,gbest_y,'r.','markersize',20);axis([-2,2,-2,2]);
/ C- W; l: q, v& E7 D* Y0 {hold off;# R$ O9 j. o5 f
2 r, k8 C" q6 I$ c4 h
subplot(1,2,2);, `% k& C) _. A$ `1 \) o( r
axis([0,gen,-0.00005,0.00005]);: B7 W- @/ k1 ?# L
- ?" P) @$ H+ _- r% j; y0 o7 a
if exetime-1>0
8 d" ^, b# n& o- ]/ _line([exetime-1,exetime],[best_in_history(exetime-1),best_fitness]);hold on;
7 v. j/ r+ Z( q2 b' wend
1 N' c2 u; d. k2 \5 D; M! k* H, c  A2 q! F' j6 Q
%
粒子群速度与位置更新
% j' t( v- R% p  z" |1 _) P
6 d9 k( q; K. o" G4 }%更新粒子速度& c+ ^+ o0 k3 u  F
for i=1:popsize' B# F/ O/ @; C6 `& a0 `
pop(i,3)=rand()*pop(i,3)+c1*rand()*(pop(i,5)-pop(i,1))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,1)); %
更新速度3 ?  W' v+ b7 a0 p4 V- V7 P! H. K
pop(i,4)=rand()*pop(i,4)+c1*rand()*(pop(i,6)-pop(i,2))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,2));
5 z( k) J/ k4 I4 \if abs(pop(i,3))>max_velocity
. L/ q0 m! e/ R4 o; W; wif pop(i,3)>09 X" Y4 _0 U6 S" V; b( l3 d
pop(i,3)=max_velocity;
5 |1 X# ~7 g  S& p! X9 n% v, Lelse( ^3 A  A: v$ w
pop(i,3)=-max_velocity;6 D0 W, K0 a& S* c  w, x( _
end% ]: C9 d( ?0 _( \
end5 i4 \" K# c3 M* e7 \
if abs(pop(i,4))>max_velocity
, D9 Z6 f& @1 _1 f4 {if pop(i,4)>0
  e. Z3 D& `9 W  E% Vpop(i,4)=max_velocity;" U( q3 w: |  Y0 R: U) D; Y2 H+ ]2 Z
else7 j# W9 w7 H9 v- {. f  c( a8 E
pop(i,4)=-max_velocity;7 _! u- X+ ?- `1 J% C$ L- L3 Q
end
+ f$ Q" f: v$ J3 O& I* Xend2 n; w0 S( ]4 H& {: D
end* b: n, E  x# g5 r/ }

, h1 D& `* G1 x7 L%
更新粒子位置+ m& Y; z& e; D& W* a
for i=1:popsize' t" B& `! m$ R/ `
pop(i,1)=pop(i,1)+pop(i,3);
4 J% z' @! |/ }pop(i,2)=pop(i,2)+pop(i,4);& F% I/ M6 }. B, U$ |/ A
end

0 F. Y: Y. c3 F' J/ c  G0 d
' `$ W1 I: }1 S: Q3 d
. y# D3 W6 Q+ A1 x " g/ q' f* w1 Z

. Q" A0 i7 l' I% V: y 2 |$ u% [; Q  j

. N& o1 C# z6 J9 A
; N6 O9 V' f7 Z: {& P9 r& n- {& N
$ j) I2 I4 M% M3 I  ^6 K% F) X' U0 Z
1 G& H& [  m3 L7 d# ]; n   w. G: g: L0 i! }

, g" x$ F6 S) I( N3 M$ |9 I" i* b 2 j5 ]" u, K4 Q/ c; `* o

. S+ {, d# J/ b: u$ v! b/ H ; Y3 q  m6 ?3 J8 Q

% R' s/ v$ J% t+ |" l . n# a& y' q3 I
+ [! N- ~) S) P
% A SIMPLE IMPLEMENTATION OF THE$ W. Z7 H! K2 l) o+ I: C
% Particle Swarm Optimization IN MATLAB
; m& a$ d" u6 d" {* bfunction [xmin, fxmin, iter] = PSO(), ]. F0 ?4 p. e7 c% F
% Initializing variables
; @+ h$ g8 X' l+ I1 a& tsuccess = 0;                    % Success flag
* i1 q9 a, j$ ?) H) t4 H2 ?, tPopSize = 30;                   % Size of the swarm
: ?4 p1 s# }' ]' K# oMaxIt = 100;                   % Maximum number of iterations+ p5 s" ~0 U' V8 ~3 K. w$ [
iter = 0;                       % Iterations’counter0 I0 p% l8 y- u9 f9 a$ W
fevals = 0;                     % Function evaluations’ counter1 A0 O; ~8 s0 X6 `( x5 n3 q! L
c1 = 2;                       % PSO parameter C
16 [$ K1 o# S) a
c2 = 2;                       % PSO parameter C2
+ D3 b# ?) v% q' e5 j5 d' I2 E4 Q, cw = 0.6;                       % inertia weight
; R+ i) L8 {/ }" f+ @/ ]! ?1 V                  % Objective Function
! i5 F6 s. [4 b3 {( `0 Uf = ^DeJong^; - ]2 M  h* I$ z  F/ P4 i( k
dim = 10;                        % Dimension of the problem
, w1 q+ L" H. W5 Z% l" {0 vupbnd = 10;                      % Upper bound for init. of the swarm
- }, t7 P/ W( c2 _' wlwbnd = -5;                     % Lower bound for init. of the swarm2 b1 m5 ~4 r$ d4 ]( y. i
GM = 0;                         % Global minimum (used in the stopping criterion)
8 B8 V# ?! S3 ZErrGoal = 0.0001;                % Desired accuracy1 j% Z; W" ?  w4 x- e- i  L

) k& r' W2 r, y7 ^9 v* f  w% Initializing swarm and velocities
% ^* ?# E* Q/ b! H( d; E" Rpopul = rand(dim, PopSize)*(upbnd-lwbnd) + lwbnd;
) A7 h, e% u% F) S+ q3 i$ S- |0 j# T# hvel = rand(dim, PopSize);
' _: u+ s; ?& l/ h" {6 T0 ]) t' D% g2 e3 R+ ^
for i = 1opSize,
( |, J9 I3 `) g8 }1 |* N+ C    fpopul(i) = feval(f, popul(:,i));7 _4 ^8 s! @) M( ^$ V
    fevals = fevals + 1;
3 {. v7 f, W3 b7 S: N8 J: [) x, W5 jend
6 W4 I2 D: |( T' t3 c0 y7 X8 {( L$ X8 M$ w
bestpos = popul;, |+ l' k- ~9 Z& E
fbestpos = fpopul;  c  K8 L1 j4 `6 d( D
% Finding best particle in initial population$ N7 f' |6 H8 E5 g) L/ B
[fbestpart,g] = min(fpopul);6 d/ Y* N4 w  v! Z: M
lastbpf = fbestpart;
! ?4 w7 l  N2 Q( K/ H$ r1 W1 j
. }" g8 e9 t8 p4 `7 Jwhile (success == 0) & (iter < MaxIt),   
7 M# C5 e# `: x6 A, p1 Q* B+ C    iter = iter + 1;2 r+ b2 m6 z- v
7 U3 M/ s7 a$ S
    % VELOCITY UPDATE, M. e( M" _8 D% l$ [; ~! }
    for i=1opSize,. V/ }7 ]# e' w+ s# i
        A(:,i) = bestpos(:,g);
3 O0 n  P4 n) ~$ v7 ^+ m    end
6 J1 f" O7 t5 Q, w# A) I+ c    R1 = rand(dim, PopSize);
" N- E2 g8 r; \8 H$ N0 p    R2 = rand(dim, PopSize);" L  T. M& O$ x7 |! a
    vel = w*vel + c1*R1.*(bestpos-popul) + c2*R2.*(A-popul);8 ?5 L$ H+ [" F) G/ ~
/ m% E( I' K2 W+ T! t
    % SWARMUPDATE* l, d$ X4 L5 t; {
    popul = popul + vel;3 b4 W+ Y. e# ]( J7 v& |5 z
    % Evaluate the new swarm5 A. E' {" N5 y; ?; {: a* b$ z
    for i = 1opSize,- m- F! E" b  b5 r
        fpopul(i) = feval(f,popul(:, i));0 P: t, V+ {- x
        fevals = fevals + 1;3 L. c: Z( }5 R+ y; T/ A  u; |6 u
    end
. J  R+ n6 k7 C& Q; K  m  d8 k* f    % Updating the best position for each particle/ t4 Y; s& e; X* t! m# N+ ?9 w
    changeColumns = fpopul < fbestpos;7 b( }  e; h1 ^/ n# b
    fbestpos = fbestpos.*( 1-changeColumns) + fpopul.*changeColumns;# t& L: G# X# d6 y" T) ?' f1 l
    bestpos(:, find(changeColumns)) = popul(:, find(changeColumns));
; L2 B/ L! f2 [0 v! G- X    % Updating index g9 ^- r9 k1 m. ?  k4 t
    [fbestpart, g] = min(fbestpos);5 p3 m1 k3 ^- A" h0 Y! _
    currentTime = etime(clock,startTime);
8 D% D- ^0 b, S5 G! d6 D* N5 ~    % Checking stopping criterion* A/ @# x& P5 i- I
    if abs(fbestpart-GM) <= ErrGoal
  `/ ?" ^& z0 e4 q/ M        success = 1;* v4 P; }1 _9 H  s' M
    else2 K$ A2 R+ i: a0 m
        lastbpf = fbestpart;
7 g% R' O8 I2 G/ N% g* W5 U    end5 V1 }% i8 T8 {; M2 l
) ]/ J) l; c7 ~' e4 f( z
end
+ D* B, A" Y* `$ A6 Y; @3 Z
: N+ {9 O+ a1 x  H2 G/ T3 `% Output arguments4 N5 X  ?: y7 V4 @+ m0 v0 `) K
xmin = popul(:,g);
3 R( Z4 a" ~- k, V5 L$ m- @# V  afxmin = fbestpos(g);
7 w6 N' B5 b" X8 h, |$ [! f' u; ?) c: ?. p, V; ~
fprintf(^ The best vector is : \n^);
" E6 V% J- h  |% |. F* V" a; rfprintf(^---  %g  ^,xmin);. ^9 J" Q  F" I- m0 t* {/ V4 K- p: w& U
fprintf(^\n^);: ?2 i( ]; l$ c: Q; e6 d# @
%==========================================
: r; c1 `9 R9 P5 Q( L% Mfunction DeJong=DeJong(x)
2 {, I" G8 t% T9 z, q, ^3 q/ MDeJong = sum(x.^2);
zan
转播转播0 分享淘帖0 分享分享0 收藏收藏0 支持支持0 反对反对0 微信微信
316855894 实名认证       

6

主题

4

听众

257

积分

升级  78.5%

  • TA的每日心情
    怒
    2011-10-24 15:44
  • 签到天数: 23 天

    [LV.4]偶尔看看III

    群组: Matlab讨论组

    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    5

    听众

    765

    积分

    升级  41.25%

  • TA的每日心情
    奋斗
    2013-10-29 14:58
  • 签到天数: 18 天

    [LV.4]偶尔看看III

    自我介绍
    酷爱数学
    回复

    使用道具 举报

    0

    主题

    5

    听众

    765

    积分

    升级  41.25%

  • TA的每日心情
    奋斗
    2013-10-29 14:58
  • 签到天数: 18 天

    [LV.4]偶尔看看III

    自我介绍
    酷爱数学
    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册地址

    qq
    收缩
    • 电话咨询

    • 04714969085
    fastpost

    关于我们| 联系我们| 诚征英才| 对外合作| 产品服务| QQ

    手机版|Archiver| |繁體中文 手机客户端  

    蒙公网安备 15010502000194号

    Powered by Discuz! X2.5   © 2001-2013 数学建模网-数学中国 ( 蒙ICP备14002410号-3 蒙BBS备-0002号 )     论坛法律顾问:王兆丰

    GMT+8, 2026-10-1 04:39 , Processed in 1.182674 second(s), 67 queries .

    回顶部