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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' j+ Z5 h# L! U5 D
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% q7 R& A- T1 [+ ?- q& T. \% Ant Colony System Code %
/ I& s0 w9 w* Y7 z) e# |( y. k6 ]+ ~% Date 5/27/2006 %* c9 n' G0 T9 F& V- C {6 t
% Theobald.Zou % " z4 v9 K; V. x% G
% Original Code % ! c! o8 r6 K; a, U4 ]4 Z7 T
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% # M1 n7 _7 W6 ]
clf;3 z- u' {% e9 h" Q9 `; k
for moni=1:100
# I5 c- G e$ o( wpause(0.1)
4 m1 e3 ^4 z7 ?+ J. p. M0 Bclear;
! F8 Y6 O9 n0 M8 l5 Btic;
& n) N, X$ ?9 N# w( V8 [%初始化各参数
8 [6 x1 l* g, wAnt=50;%蚂蚁规模 & Y( K6 b O) ?- b! Z
ECHO=50;%迭代次数 $ N o6 z, n& R. n* P9 U. @, D
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 " G* U2 j% X2 u* C, v7 o9 R
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 4 C8 c9 ]6 a$ g
temp=[0,0]; $ \' n( W+ X* f( Y
%各子区间长度
% W0 n4 i4 Z2 g/ ystart1=0; 6 d) e9 l; A7 Q+ i% J% _) l: ~
end1=2; / {: e4 h8 w. S1 Z" g' Y/ l+ ]
start2=1;
5 i% U" V" d; U7 ^1 ^/ |: k" Gend2=3; / O6 ]% y8 B E
Len1=(end1-start1)/Ant; # g" A0 ^5 t( t. P3 |( A' E. J* Y
Len2=(end2-start2)/Ant; 4 l- u' s, q/ v+ m
%P = 0.2;
$ q! k0 i! J+ O0 J1 Y5 F* ]%初始化蚂蚁位置 7 [8 ?0 c, l$ w& C' U2 n3 ]
subplot(2,2,1);
) _8 t3 x7 g: i3 u" _1 qfor i=1:Ant
m w [% i/ v9 ^8 o( SX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); ( s, M! J- \6 J/ u3 o# H
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
. b" W7 } q4 t8 W3 [+ ]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
) K2 D) q. h* Z+ b& V' d* v5 ^4 l8 pplot(X(i,1),X(i,2),'k.') 0 J1 g/ j: }% a) e. v
hold on; 5 y0 o& E3 G3 z& ?! M
title('(a)');
% O% ^' _9 N- g' bxlabel('X1');
/ s* M+ A: D4 v6 Y5 L L# xylabel('X2');
' N K; N1 t) g5 c8 _, l7 w) @grid on;
6 c" S9 x! ^9 c, l) w) S6 B6 cend; + l9 w3 m) ^" u7 I- _
%至此初始化完成
0 ]5 Q7 _6 F0 ^0 Z( {8 x" b; A b: l: s" G
for Echo=1:ECHO %开始寻优 # b9 {. B" ~: z8 K: k
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子 ' n5 c3 ^3 p, r
a1=0.9; $ \! F& B8 n; \) Q' e8 Z
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
0 I3 U+ Y4 @+ S$ I0 n f1=a1*exp(b1*Echo);
5 u4 Q: \* C) ?: h5 p a2=0.225; . g! G) S1 M- j, s# D
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
3 d8 M+ q- P) p/ @3 G f2=a2*exp(b2*Echo);
1 n$ Z. d8 M0 T9 x if Echo<=(ECHO/2)
6 X& \- M9 e+ b k& n P0=f1; 1 v! E u3 o/ ?- x7 B( v% S7 x6 I6 \" p
else 0 r- u: Y8 w4 w4 `0 S
P0=f2; 5 _$ j# Q/ F ~
end; 4 E( o, S& ~ J7 g [+ W
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
) }& [& \7 k' h4 k9 J: K; X& d a3=0.1;
! k5 S8 I7 X: D4 F# v6 Z J7 K b3=(1/ECHO).*log(9);
8 s* c, L2 n1 @ P=a3*exp(b3*Echo);
2 M/ `& b$ {3 p0 ?5 \ lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
+ d4 O" r4 X+ A' B5 W( H* P Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 + D& i U' {) k1 A9 K
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 ' n7 f7 R- X( j
%寻找初始最优值 ) m2 O- n0 I: S
T_Best=T0(1);
, Q2 i& o% ]( W V/ c$ g P# D for j=1:Ant ( H2 O9 g- G8 K. z" C; U0 g
if T0(j)%=T_Best
0 D$ w7 z, T- j& b% F) P/ a7 g T_Best=T0(j);
+ M! w9 `7 @8 o; f/ Y BestIndex=j;
# V/ s7 C7 Q3 v/ p end; ' J5 M; a, a: V; u
end; / b# m! W4 F" \
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 ; ? {+ [# [/ v! h
6 a5 t% v( u: n( i( o 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 % M& V6 t! P4 x: @/ U# M
if j_g~=BestIndex ( J @! P0 H+ _4 z& A9 p! z; C
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); ' a& u$ M1 F, t# v9 L$ t
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); ; U, g* y' ]" }' k- I
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
1 C- k. G+ }6 c/ \. Z7 Q if rand(1)<0.5
0 r" x/ d% S% E5 V' u. l/ ^! c, \ temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
! ?! E# p! b% X( i temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; , P7 {) A1 x. x3 O, s {
else
' |& { @: Z- |3 C. [- p* r temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; ; S+ m# t8 S5 X0 @! U
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; + n! F2 G& x) n( e5 l- S/ z
end;
u. S4 B. {$ H' @ Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
* L' F0 k3 i7 Y% k7 |5 k end;
) `3 m/ s! ]4 l W9 S, O; T2 m. H X1_T=temp(1,1);
4 X; c7 j& k, d X2_T=temp(1,2); 6 h6 O1 ]4 v3 B/ L
X1_B=X(BestIndex,1);
7 _2 j6 B" n: b" b2 s) ? X2_B=X(BestIndex,2);
1 R8 O4 i* K9 d9 N1 f9 k F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; 2 Z5 g8 s* {# Q8 s
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
# J. p5 e- }$ S: Z) l# | T1 | U8 x if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 3 ]2 m( I" r- s, s2 H( X o
X(BestIndex,1)=temp(1,1); 9 M3 P% W4 C5 ~' X( |' s2 A& a
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
, s# K+ k" _" F( G1 Y8 \8 Q# O end; ( d( A" N1 X/ e0 w9 A( |0 [
end; ' p7 [, q. |) j" V" L5 O" n
d" q' O0 f( B& Q2 p
for j_g_tr=1:Ant
% A6 c( w% C; a) ?0 ]& u if Prob(j_g_tr)<P0
1 C. O4 f2 F3 Y1 b: p+ v/ a# f 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 W- p: X3 o$ P
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) % [' }: |* v) g; \2 M# n: T
else
* w I( T( Z, I: J% e X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 , b3 {3 n. w$ D; K: y
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
9 \0 m6 P5 k. z end; ; W) _1 j9 p y
end; ) H" d! D+ u6 v$ E; x. h
6 Y% [/ a: w* y. f. O$ V7 T
%信息素更新
" K3 g5 I* I! u" D& I
. u- ]9 S( C3 u8 Z+ K2 x- I0 E for t_t=1:Ant
7 \& s! T! { G) m/ ~3 [ T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
9 ?/ n( Y9 t0 M x* P6 F6 m9 b9 O end; 2 ^5 z' R( i! E3 v. i% j7 R
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
% O' U) [- K# _+ O& ?/ m subplot(2,2,2);
/ w6 l2 p- f( w. j+ _- D2 f for i_draw1=1:Ant * Q- l8 ^/ G. w! j, x: O" e, X
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
) C. h: J1 j, o" m0 F- r axis([0 2 1 3]);
' O. @6 R2 c6 x+ ~* X hold on;
' Z1 a2 e3 N ~$ c, q title('(b)');
8 G: d/ O; R m8 _- E6 v xlabel('X1'); ( c, n- U- q! I& Z r& m) q/ v
ylabel('X2'); 2 U9 P6 \7 a: n
end; % Q; Q5 ^& v/ Y& ~4 ]
grid on;
2 x3 [8 S# u3 \ end;
% j& u$ n; \7 p4 _$ e) |
I) X# F: Z# l# _! c8 v [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
2 G$ z3 K1 S# \* G+ U. C minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
2 Q5 S: _) g$ g# B5 Z" @ minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; 9 a! g: V0 m. i c
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
3 C @- p W9 H %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
: `% b, p8 Q% w/ ]2 B if Echo== 2
8 ^; w% c; e( z& y) T. a W6 J if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
" Q& P! e: o9 H min_global(Echo)=min_local(Echo);
3 o, Y+ O0 W$ b$ B( o& C+ b else
1 S, \, R5 V" O! @, Y min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
' l- O: ?7 [/ w5 K4 W5 l end;
0 z2 O* U# t0 m" @" e else $ N$ Y: a7 X3 C; y0 o' t$ t
min_global(Echo)=minvalue_iter; 5 B% G, u# z! V, r! c
end; ; [; ?* E+ n. G# ?3 E# I; s
end;%ECHO循环结束 + X( b8 V& k! M& l
( G7 r; h5 u* H! Y! `% Z+ d1 x" ~subplot(2,2,3); " h% B& _5 l8 x }( E: t
for i_draw3=1:Ant
$ T; _; ^$ D, f2 n# ~5 v# | 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
7 q1 b) f q9 X2 n axis([0 2 1 3]); , v* Z. y$ r* v: p3 c, g
hold on;
) K' S6 I6 c8 Q) l7 o: ] title('(c)');
8 \( \3 u/ O, R+ X xlabel('X1');
3 v$ ~4 x8 G& X4 i' R7 E ylabel('X2');
# h1 _) n J5 T end; 9 ~8 P! V/ \( r: j1 B
grid on; 6 ]: ?$ V# y1 x) n
subplot(2,2,4);
5 y% H4 g) U1 W) ^/ @0 Emin_global=min_global';
1 M" S; _1 c4 F% [index(:,1)=1:ECHO;
7 b7 c: c+ z# x; i, a" pplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') 6 S! S- l! {. D7 u) N
hold on; / v7 Q4 d l5 p
title('(d)'); ) k! k0 ^' E% o* s/ N# Z
xlabel('iteration');
$ Y9 j5 @( Z: u" w, n" Rylabel('f(x)'); 4 u, Q1 e! T! c: G4 J6 }
grid on; ! J4 Z6 K5 m# l% p
[c_max,i_max]=max(T0); 3 p7 L/ |1 R6 I" ]+ v, l
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
; u! Y0 ]+ T! c* |% m Pminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 , S: {. f7 o4 U
runtime=toc
|5 v( L# V0 {5 N O6 O( @" L- nend |
|