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TA的每日心情 | 开心 2017-11-22 16:51 |
|---|
签到天数: 29 天 [LV.4]偶尔看看III
 |
function PSOfirst()
' ?; l$ [' \8 E- g3 U5 |%% 清空环境/ l5 F- ]: @4 ]
clear;$ Z% M/ P" ?4 F
clc;6 R1 o: ]& S) R% A( v
/ h! ~. h' a& H# k8 w# w
%% 参数设置* ~% c( p, U* Q" T) |5 F3 f* ?
w=0.9;%权值 将影响PSO 的全局与局部搜优能力, 值较大,全局搜优能力强,局部搜优能力弱;反之,则局部搜优能力增强,而全局搜优能力减弱。
; J/ G8 [4 o3 W- o C" A; s% c% ^* Jc1=0.1;%加速度,影响收敛速度. Y8 C! l7 j6 _2 s7 I- Q7 C
c2=0.1;
$ Y8 E5 {. y; Y" N3 A" v: [' J: Zdim=6;%6维,表示企业数量
. l% m; Z8 V0 Q' {swarmsize=100;%粒子群规模,表示有100个粒子. s/ B8 o8 z1 U% n# Z' r' Q
maxiter=200;%最大迭代次数,影响时间& d+ l+ S* @7 L' ?- m+ r6 }) d9 u
minfit=0.001;%最小适应值
' F$ K' |* o0 t) `vmax=0.01;%最大速度
4 Q9 ~! G) G3 ?3 t: E/ R) svmin=-0.01;%最小速度6 z1 O @3 h* p& Z* m) ^3 }
ub=[0.2,0.2,0.2,0.2,0.2,0.2];%解向量的最大限制! N7 x3 `, o) T% L7 h5 ?
lb=[0.01,0.01,0.01,0.01,0.01,0.01];%解向量的最小限制- ~# g2 C2 o6 h$ o9 m8 y( ~
! y2 @4 B; }; A
%% 种群初始化# I1 f) D9 f# P z- J
range=ones(swarmsize,1)*(ub-lb);%产生200个粒子的初始坐标,初始解位置' }1 b7 v' @2 H+ w1 G
swarm=rand(swarmsize,dim).*range+ones(swarmsize,1)*lb;%粒子群位置矩阵,每行表示一组解1 B/ ^3 i' h9 z
Y1=[33.08;
; K- s C' w9 K/ e' x# ` 21.85; 0 B% n' G- }* h! f( ~
6.19;
S# ]. `. F8 k+ d' b& w 11.77; : t, B: k" U2 V C
9.96; . x# B' C9 g- Z2 Z/ z7 h
17.15;]; 5 w, [' N, [: _0 V3 f; {0 j
Y=Y1./100;%将百分数化为小数# `" D2 |2 X: p) m0 c
[ym,yn]=size(Y);4 _1 h, W* H! q* ^7 Y
for i=1:swarmsize %% YX的约束
8 n" u* o2 D# ?# M s=swarm(i, ;
$ W1 {; }4 \: A# m8 ` ss=s';
% W: D/ G9 T2 a. l& I& p. w while sum(Y.*ss)<0.1*sum(Y)
/ r9 R/ {2 f$ r0 O ss=rand(dim,1).*((ub-lb)')+ones(dim,1).*((lb)');0 [) p" I2 q7 x2 c2 O
end( l/ T5 `0 Z, F2 K% o
swarm(i, =ss';1 o+ u' @. k* Z7 S+ T; h) `* p& I
end+ M/ p8 ^$ W6 ?/ n
vstep=rand(swarmsize,dim)*(vmax-vmin)+vmin;%粒子群速度矩阵$ o! R- z- b( e- a$ s
fswarm=zeros(swarmsize,1);%预设空矩阵,存放适应值% {( M0 O) i: o7 X ~1 D) W
%% 计算初始种群适应度
2 R# c4 K% @( r+ g# L" ofor i=1:swarmsize2 e, V$ Q# {) K! F2 i# m' Q' O9 ?
X=swarm(i, ;$ n# f/ r3 h+ i n& \$ P( v) r
[SUMG,G]=jn(X);
0 `1 o' ^$ n# b+ B9 k3 Z' V fswarm(i, =SUMG;
8 }6 i0 B/ ~: U+ t+ h' Z %fswarm(i, =feval(jn,swarm(i, );%以粒子群位置的第i行为输入,求函数值,对应输出给适应值
* ]- j9 F( A8 y: t/ ^( hend
4 y4 j9 W. W. y$ x7 r& {7 K1 D6 cfswarm. E" ]& m: S& v! R& U% d
4 Z' U4 M8 m3 d1 W. _%% 个体极值和群体极值
( z+ ^& a. Y$ r[bestf,bestindex]=min(fswarm);%求得适应值中的最小适应值,和,其所在的序列
4 F q% C9 n5 o, B0 ugbest=swarm;%暂时的个体最优解为自己4 R8 l% s* w* d6 {( T; n
fgbest=fswarm;%暂时的个体最优适应值) p* ^( b' A7 z2 b0 F
zbest=swarm(bestindex, ;%所在序列的对应的解矩阵序列,全局最佳解
, z" P. V4 K( q- yfzbest=bestf;%全局最优适应值8 U, |) F+ x v( [( ~
, o; L/ I7 R0 ^4 n+ w! X0 o& ^. K# _6 l
%% 迭代寻优
! C7 k$ K; f h( S) fiter=0;
- d& c! V" b \/ ~$ M( o4 ] Zyfitness=zeros(1,maxiter);%1行100列矩阵,存放100个最优值的空间矩阵
: E$ O; u1 Y2 _4 sx1=zeros(1,maxiter);%存放x的空间
0 o: c% D J8 q( Qx2=zeros(1,maxiter);( w2 h; Z5 X+ i Z, {
x3=zeros(1,maxiter);
/ V4 K. ^# M: u3 Kx4=zeros(1,maxiter);
- W( r% g8 O7 T" L cx5=zeros(1,maxiter);
9 ?$ y- p3 k( b$ C2 l& i/ Cx6=zeros(1,maxiter);
! `% `0 s6 V: t$ `6 ^7 Uwhile((iter<maxiter)&&(fzbest>minfit))
# j4 g& R6 a. U' ~0 B for j=1:swarmsize y( ^8 M: h6 S! y1 ?) g& h
% 速度更新
4 L3 n8 b s: H- y1 G vstep(j, =w*vstep(j, +c1*rand*(gbest(j, -swarm(j, )+c2*rand*(zbest-swarm(j, );3 p' M" a5 m3 A; r# q7 o. ]
if vstep(j, >vmax , Q6 d+ m( s; n5 l. U. Q
vstep(j, =vmax;%速度限制1 O% u. X% X# j3 A" P. v1 [
end
l+ r$ \# C% T8 G) K) G, C9 I o if vstep(j, <vmin0 [/ \0 M1 G" v+ j# p
vstep(j, =vmin;* {9 z9 {" B: @/ ?
end4 U# I( f( D/ h/ k$ v
% 位置更新2 H% \$ f. p) C, J) e
swarm(j, =swarm(j, +vstep(j, ;1 d1 e6 V4 V* @ U: o/ u
for k=1:dim
9 p* t& ?- V4 `4 O if swarm(j,k)>ub(k)9 s) `5 ~* |) X
swarm(j,k)=ub(k);%位置限制. m* p) {3 q( I
end& X+ r: W0 m$ z, c/ O
if swarm(j,k)<lb(k)
+ q: E0 Y- n; B- B swarm(j,k)=lb(k);8 Y9 Q3 g! I1 g1 v' |/ r
end' W+ E" s' _' E* q a
end o' f; e7 x! D2 `5 I, l0 K# d! M
" x9 S' ^, W: z& a# R- f
% 适应值 9 t0 x9 m4 N, @( H2 a0 i
X=swarm(j, ;* l% K: U, t4 c/ S9 T- c4 k
[SUMG,G]=jn(X);* }: U& ~9 B" ~. k! R
fswarm(j, =SUMG;
! ~, K+ i' g, D U7 D3 Q; H3 A) r % 可在此处增加约束条件,若满足约束条件,则进行适应值计算! [; ` O2 }" s7 s
0 n/ Y! g6 m; Y9 I4 j6 C; ?$ V9 e %: z( K* a7 ^2 J) j; v$ S3 Q7 G& j
% 个体最优更新
8 z5 B6 |; _ m5 R& m if fswarm(j)<fgbest(j) %如果当前的函数值比个体最优值小
w$ s& |) I8 `/ Q5 y K gbest(j, =swarm(j, ;%个体最优解更新* ~3 u2 `) _. r
fgbest(j)=fswarm(j);%个体最优值更新4 S; t6 L& X' d2 |" f
end
; z" h; U& N; ~8 G' Q % 群体最优更新
7 e+ j( z Z4 t$ f/ F2 N+ L" ? if fswarm(j)<fzbest%如果当前的函数值比群体最优值大
1 F) |+ N; {) \, [4 a zbest=swarm(j, ;%群体最优解更新# [% m' d8 ?+ H4 K1 O
fzbest=fswarm(j);%群体最优值更新) W- D/ a1 ]0 j9 [
end6 ?, R+ r d* T
end- Q) r7 {7 ^: R. g
iter=iter+1;7 ?1 W! L* k* K! u
yfitness(1,iter)=fzbest;
# I4 o* T/ L: I) U. s x1(1,iter)=zbest(1);%将全局最优解的第1个元素,依次存储,共有MAXITER个
: T2 K# u3 {2 O( m) C9 T8 \' a. v/ [0 @ x2(1,iter)=zbest(2);% w, c! X) y1 ?9 d* C- {, N
x3(1,iter)=zbest(3);
' r+ l0 l' ~+ s2 H& }( E5 j x4(1,iter)=zbest(4);5 ? J5 g) C' `# E% R) x
x5(1,iter)=zbest(5);; j, W, |3 E) M+ r* l
x6(1,iter)=zbest(6);3 [# W8 c$ m6 ~4 Z. K
end, D0 H# I0 P/ g2 `/ @/ ~5 X
min(yfitness)8 K( J& u- q+ P7 Z' z" k; B
fzbest
( X. H4 C4 P" M( }7 qzbest
) c$ ?( B7 K- r# IX=zbest;4 r7 }3 a- B; t) q+ H
[SUMG,G]=jn(X);
$ \3 Z" m% v% L& S8 t& zGGbest=G;GGbest
# O5 w9 X6 |; a {% t%% 画图
" Q* A/ x# Z% Y- j$ b1 T- x6 wfigure(1)5 ?# o+ N* a1 O9 A
plot(yfitness,'linewidth',2)
) R% M h% Q) J3 A& Q2 r Otitle('最优基尼系数优化曲线','fontsize',14);+ k8 i& C6 g: F% ^: z! D; L0 N3 _
xlabel('迭代次数','fontsize',14);% b; V4 e& g, B# \2 B( {
ylabel('基尼系数','fontsize',14);
4 k; J9 @' e" ~8 u$ S& k4 `
# V i! B. } T2 s* Ffigure(2)% L7 E" l( \# W& A6 N8 Y9 I( F
plot(x1,'b')) O6 N: t- v, ~, L2 v
hold on
/ f5 J( y2 t' I9 a) [/ |* s$ v5 ^plot(x2,'g')
' S- U, M8 y" p: }hold on) S/ B& v/ }9 i3 N8 m0 d
plot(x3,'r'), i; ^4 d7 ~, a
hold on8 |' M$ O& U! B6 w) J: _: T
plot(x4,'c')
7 r: I- I( V4 Ghold on; d* y2 O- ^5 o0 W
plot(x5,'m')
' D4 l6 S" p/ z9 e; uhold on! f. }5 K/ q4 M9 D* p
plot(x6,'y')
- a0 T0 ]% T6 Y. y3 rtitle('x优化曲线','fontsize',14);# z. T% R: ?* s3 O( A
xlabel('迭代次数','fontsize',14);: x* R; O# I3 f- y2 D7 Q
ylabel('参数值','fontsize',14);+ v: M. e/ x) B' v
legend('x1','x2','x3','x4','x5','x6',88)% d3 ~3 p- _8 v' e
9 o2 R: a4 g: @; ^9 S2 W* e
' U- C6 v* X% }) Z- c
, w$ @6 Y& a4 k) _5 E z2 D8 u%% 适应度函数,即为目标函数,这里为基尼系数函数- `* w# l+ Y( F
function [SUMG,G]=jn(X)* N. h0 T4 c7 x* K, U
%% 已知数据( b- F T" {1 z
% A矩阵,行表示企业编号,列表示员工、营业收入、税收总额,其中数据位百分数
3 I% s1 y% ?# E4 y3 B8 w. HA1=[ 30.8 59.2 39.92;
; f; i+ C9 I- l- @7 C 17.6 9.5 31.42;
' W, _6 R+ `2 A% b# g$ V4 S 13.6 7.1 6.62;
0 \$ D! Z/ o* _4 n, ?8 a 9.5 7 5.64;
; t+ _% Z) o' k 23.8 5.8 4.79;
% r2 {( a" \5 v# g4 n* \ 4.7 11.4 11.6;];3 j6 B: Q% F* v
A=A1./100;%将百分数化为小数- X( I& O7 G( V- \. ^3 \ t
[am,an]=size(A);%am=6;an=3
! I6 W" f, M9 }7 r% Y矩阵,行表示企业编号,列表示二氧化碳百分比,其中为百分数
* \% _" ~" U* ^' `6 ]0 ]Y1=[33.08;1 ^9 o% V1 Q$ J" E: w
21.85;
0 w% A; t9 s! }% N7 j$ Q7 F4 w0 U 6.19;
' _: m6 R; m4 l" L+ k* L 11.77;
/ W2 n/ }' P9 j 9.96; ; h4 V* E2 \( r( r
17.15;];
0 O2 w1 _7 e3 g8 W, w, Y: AY=Y1./100;%将百分数化为小数* G3 Y" U* K) ^; d m
[ym,yn]=size(Y);%ym=6;yn=1
, u! j# I& |9 C0 g: U%% 代入X解向量,X为1行6列向量
' d( O$ G/ a1 j# c( xXX=X';%将矩阵转置
6 G8 I) y# |8 g' f9 U" a3 F3 r8 Eone=ones(ym,yn);+ T$ t7 G! ^% k, R' ]( E7 T
newx=one-XX;%1减去对应位置的解
% @) X- t0 D* n%% 计算基尼系数G4 [9 P) t. y" P5 [) m& C
G=zeros(an,1);%3行1列
/ H6 u+ e* {( B' f Zfor j=1:an X; c6 J( W+ g
aj=A(:,j);
6 E8 w: p7 r5 S+ I7 G: V1 n yx1=Y.*newx;
$ p2 k' M% H4 {" [( r yx=yx1./sum(yx1);6 B. x# m- ]& k
ya=yx./aj;8 x: T) U0 @0 u3 @
compose=[ya,aj,yx;];
8 F5 {6 C$ u5 o2 u, x newm=sortrows(compose,1);%将ya矩阵从小到大升序排列;: o0 |; r$ r1 j. Y& f4 E
ajnew=newm(:,2);
2 J2 r! d, ?9 Q* E yxnew=newm(:,3);; c. @% A" ?& ^. \! d, j2 k# R1 [
yxnewsum=zeros(ym,yn);
% p) k& h4 k. \% Y# u for ii=1:ym
Y3 I o+ \- p7 G' Q8 N" ` yxnewsum(ii,yn)=sum(yxnew(1:ii));
. w1 S) [5 ?$ n3 Q1 J; E end
: U2 i. ?% b$ i5 `7 [ yxnewsum2=zeros(ym,yn);
: @3 D8 ^& e+ @9 ]9 x for iii=1:ym
5 Z. p) q5 C; I if iii==1
( {& z: `3 H7 E! h" n/ \$ ` yxnewsum2(iii,yn)=yxnewsum(iii,yn);
# |) Q _$ \- j/ W+ @: |$ R6 c else + {/ M, [- f& v4 ?# c8 X( y
yxnewsum2(iii,yn)=yxnewsum(iii-1,yn)+yxnewsum(iii,yn);8 ], h, [4 H4 |; Q% u5 n
end
% R. g$ ^- w# J" r5 T+ e end
W# x+ H) y# y6 D/ [0 R9 p% a+ ~) q ay=ajnew.*yxnewsum2;! R# Z. o( D3 T4 r
gj=1-sum(ay);
; v5 R" t2 f! `% O G(j)=gj;
. N" r; m" w$ Wend
* [( t' ?3 B: l6 ~( N# P b% l/ XGMAX=[0.3;0.3;0.2;];+ U* q+ x. ?2 j. p6 O
if ((G(1)-GMAX(1)>0)||(G(2)-GMAX(2)>0)||(G(3)-GMAX(3)>0))6 {& N9 v4 J0 V, v# W- ^/ K$ q0 z
G=GMAX;
; x L- J; b4 ]0 g, hend5 n3 O; w! ?4 R' N/ U
SUMG=0.61*G(1)+0.19*G(2)+0.2*G(3);6 n8 O. U7 N$ S2 ^% V
%输出G,基尼系数
. f( E8 N/ {, N+ G: U* a J# ?4 s# \3 R) ~
) U9 t: C9 ~: G( _- M& a; a3 t
|
zan
|