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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$ B0 E2 j+ I. q
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ) M- Q( D3 a J3 _
% Ant Colony System Code %
. H7 L H0 A% i; w. _4 L( j3 E8 w% Date 5/27/2006 %* e @' h2 L5 O% Q
% Theobald.Zou %
$ w: g$ T9 Q* O% y, q% o% Original Code % - M' W E! J6 a" P$ T( P
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
: j/ [1 U8 d" J3 Bclf;/ _. F" ~! w7 u
for moni=1:100
, f( K" Q$ l% o# `pause(0.1)# T" v) e( a" P- j# l/ ?! Z7 a& I
clear;
- n8 h, y( Q7 }7 J. I2 v* utic; # D) J- n( j" D( G
%初始化各参数 & ]. u- k9 }5 k5 Z
Ant=50;%蚂蚁规模
?3 c* }, C/ ?3 j: ?ECHO=50;%迭代次数
( V+ t- \: O$ H, o1 {; Q%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 6 i) J$ ^1 g- T. u
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 8 F1 U `3 e) n! L8 Q4 m
temp=[0,0]; B4 d: d+ j4 M+ b" V$ v" G
%各子区间长度
! I( F- p ]: o) ]' X% Z# V8 B# Astart1=0; $ ~4 C3 ?, _$ W, N9 w
end1=2; . q7 c O( j! i# A7 b: b
start2=1;
8 T. ?: w+ Z6 N( [end2=3;
8 a6 v: z" d3 u$ g, fLen1=(end1-start1)/Ant;
: ^8 d& N' k- s) v( N* Z- rLen2=(end2-start2)/Ant; ; Y* x# C: c! S1 j5 s0 |
%P = 0.2; ( h. Z6 r8 Y' s! c, p; y4 }
%初始化蚂蚁位置
$ d$ w! S3 b1 v4 N& w- Osubplot(2,2,1);
U, U4 W$ E& Yfor i=1:Ant : J! D( S. q/ Q$ t" ~1 u6 h* n
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
4 r7 V- O; S* XX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); 5 k7 _1 j4 d, b1 P; r8 g$ 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 - c1 X8 ]7 f5 l8 T" T( z6 w
plot(X(i,1),X(i,2),'k.') # e( F2 W: p+ v
hold on; 3 w1 G3 M5 _! }9 A% Y4 X, k
title('(a)');
g5 f3 p( b$ S: T* ^% X2 Qxlabel('X1'); : g8 V! d' G+ W! r& d$ } \0 n
ylabel('X2'); ! S7 _& A0 `* K: A3 C- T3 ]
grid on; # D6 @) j' U0 h( v+ ^) V% w9 M
end;
2 S! _4 f7 u. c5 s" f* J" G1 W%至此初始化完成
- t* U5 m+ C/ \4 L0 K+ ?/ w
2 Y6 T! ] H2 T3 `! v k" i5 n) q. ~for Echo=1:ECHO %开始寻优
3 O0 n+ l9 z& ?& e3 t* L! z %P0函数定义,P0为全局转移选择因子
! I% s2 j; M# n& a* a( b; U, X4 K) \ a1=0.9; 8 `7 K- x7 N. Q/ I
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
$ i, |% \$ W6 A( ~ f1=a1*exp(b1*Echo);
# }: G; o2 E- u& l( W$ k2 y% V a2=0.225;
# B7 _ \1 l& i- M$ \% V b2=(1/ECHO)*2*log(2); 0 k& A. J$ p/ a
f2=a2*exp(b2*Echo); 5 S, F1 ^% m1 b
if Echo<=(ECHO/2)
8 Y+ @# n" e! w& n2 [: A6 U P0=f1;
4 s# X& C$ U. Z+ y& t: V else
; _. F7 a+ [* u3 p" ~ P0=f2;
+ z5 ~( c. z( M4 E3 P* y( Z end;
6 C* _, ~ ^. q7 I %P函数定义,P为信息素蒸发系数 ) i# e, Q5 H1 o8 q; `0 U
a3=0.1; 5 m; j/ K7 l6 l0 _3 P3 A
b3=(1/ECHO).*log(9); + m6 X$ B+ l7 K8 h" l
P=a3*exp(b3*Echo);
$ W9 A) w4 x- o* E+ t lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 0 N( p( }3 Y* J. m% C ~* y
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
' Q) m1 K/ E- Q Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 - f) m# g) s8 n) O% a5 L
%寻找初始最优值
; t+ _7 Q8 b1 m# w" k6 y2 p T_Best=T0(1);
; [# w( d. c$ |: I g for j=1:Ant
' Y! @- S! D8 C2 R8 R if T0(j)%=T_Best
6 C1 o/ T3 S1 v T_Best=T0(j); 9 h2 w0 f" o4 s8 K. J
BestIndex=j; 5 ?) m5 t, e9 C, G$ e- p1 ^
end;
0 O% P( D# g v/ w4 e6 y. _# z end; 3 d3 M2 m9 `9 ], u4 E& J# h# N) i
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
; s+ N/ b$ k8 ]! X 7 y. R: A1 I5 R" O' H l* 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
. D, N" p0 n' n3 }/ \ if j_g~=BestIndex ; d3 J& W- Q2 T" w+ U) K% x8 P
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 5 o; L" ?, O$ F- A* M8 q1 _$ U, L
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
% X' n5 C% f- L- q- [% Z$ h else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
1 w& t3 R: D" @1 B3 ~3 E if rand(1)<0.5
8 o9 B( i; ^. \" M G temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
+ S) u. [3 v, q* `1 D7 C8 v temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; . ~4 r" I8 |$ U- K8 O) V! }
else q4 k4 p1 X4 q1 a8 g' o& h
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; ( b9 I1 w6 P8 x. {" X# c
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
. [3 s+ B% U2 ]; b7 O$ B end; ! z2 m. @2 o( v; z
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 ' Y- ` l! ^9 Q; P8 d. ~/ Y
end;
- ^9 k. f- q; H! @) K) u5 d X1_T=temp(1,1); ( k! P- A7 `8 b" a V, l
X2_T=temp(1,2);
8 d8 b8 A0 x7 f. D0 j' @! P X1_B=X(BestIndex,1);
) C; r- e: W4 ?, I( m. x X2_B=X(BestIndex,2);
2 \; K( [& j1 w; z0 n F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; ( G& U9 `% D/ _, N/ S
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
$ f0 h( R. |5 k" o$ Q$ b if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
) s- d9 k6 R( n3 C, t0 J# x& f0 i X(BestIndex,1)=temp(1,1); 6 Y/ J$ X3 w0 F/ l$ b. G
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
5 D' U/ I7 G; N& y end; 6 {; o# N; t8 }7 j4 l
end; - v0 \/ W0 q3 n# x! T1 W
* \2 J# H i' j6 A* _# }/ O4 W& J for j_g_tr=1:Ant 5 s Y4 u% L G/ x0 ]7 {, e- x) L
if Prob(j_g_tr)<P0 3 V* P$ `9 g5 D% y4 |. \! X! {$ 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) - {: Q1 e4 \7 a k
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
" D" x9 I$ c: \+ N2 { else
0 D: e$ }: |% F/ I; l: R9 f$ N! n3 X X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
$ f7 o5 Z- ]' x( K! S* N3 a X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
1 X/ I3 x' {( V5 w" j+ Y& I end;
|2 d2 _* b# E I M end; 7 T# ^1 Y% H; o) ?( Q
5 a' C4 t9 U! W; p4 l
%信息素更新
3 i( ] L: v" H% R* u9 |, J9 H! I% U3 N& g1 q" t3 w- R$ o
for t_t=1:Ant
+ ?$ o2 V5 B7 h; Y5 t4 G T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); / |5 x* L+ ?2 R" X8 F* p9 f
end;
8 T8 d& M& r# H9 e9 g( [ 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 # {# V3 g* c7 @+ d$ |8 S
subplot(2,2,2); 7 ?1 B$ ~* N5 r' G' e" j' o. y
for i_draw1=1:Ant 1 g; A* A( ?& E4 A+ v4 C0 s
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') - M' k P+ [" u7 u
axis([0 2 1 3]);
5 K7 n6 P( Q1 H' Z- s# Z b hold on;
! f2 \3 f/ ]; D* Z9 Q title('(b)'); 4 b$ d* Y$ w% ~
xlabel('X1');
! m, c& j" \( Z( M ylabel('X2');
/ q" h, k$ ^/ C* g! ]7 T2 c end;
+ Z: h% j" H6 u! Y2 u" d1 {' v$ a grid on; 4 o- H; v* E- R& ]( d
end; 9 H1 m% |, o6 c# c3 {* g: v
. O9 J! ^" d# e
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
; Y, H. o5 G$ S; B' a minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; 8 X1 U7 P+ j. W6 H$ l9 {
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
* `& u9 c% `5 V" F$ s6 T% r( y min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
7 G, o8 C" {$ }/ Y$ c! a, S %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 2 i0 ^) [7 o. u' [! a E& d
if Echo== 2 , H% D4 Z7 b& ~; f- r T) U7 A; q
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
4 R- f& d# ?' J9 C4 U i min_global(Echo)=min_local(Echo); & c M" E$ |3 H+ }' @( b' U, K V
else , u7 z& O1 m m3 y& ]
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); 5 X- ]" p: s/ N: V# c, p, h
end; * u: U% Y. W' _9 n. h7 \
else # U) e: m$ ]5 i/ P+ {
min_global(Echo)=minvalue_iter;
7 V, L9 A h3 R# [" { end; 4 q o9 S$ v: x- H# i
end;%ECHO循环结束 , i% |7 s; j4 p, O. g7 b
5 P( t- d' v5 G% l( e; X
subplot(2,2,3); # F$ U" X' k5 k% W6 m
for i_draw3=1:Ant & f: I" p$ o5 N9 I, L1 y' j" R
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
: t) I' o7 ^* L; ^ axis([0 2 1 3]); " Z' r0 I: |: ^4 }
hold on; # @! ~- H8 o: J8 M% P2 x- D$ H4 V
title('(c)'); * R- I7 u+ U$ ?8 ~. ]: ]
xlabel('X1'); " U$ n! J, x0 F* Z( y# |
ylabel('X2'); / J* ^& |' N8 O# n! ~0 ?4 y+ ?
end; " x4 _" n/ t6 ?% k1 Z
grid on; * m t' W4 @8 u$ d& i& X
subplot(2,2,4);
" P- v; a- c2 n( U3 ^ Gmin_global=min_global';
8 C1 z9 ]% ? b o I) zindex(:,1)=1:ECHO;
! \4 @# J& s Z H. P. N# _plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') & T( @ j- Z0 K8 Q' t
hold on;
' j: `. f, p4 [5 [ t, g& a! utitle('(d)');
2 B8 W" {! ?; ~xlabel('iteration');
5 S3 F- g, \! ^8 L. U$ k# R5 Nylabel('f(x)');
" G* Q& h/ G( u+ d& S7 M) Jgrid on; 4 p5 P5 K3 Y+ v, s: e, N1 Y8 F, V
[c_max,i_max]=max(T0); . c: W- ^: s7 {, f' \. G" p
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)] $ {+ Y! l8 ^- [. B" u9 G- i
minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 # E7 ~" _8 ?8 {
runtime=toc
1 S: X; l" Y; I7 Lend |
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