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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
; Y2 G# ?) [9 P5 j$ Q. o' V%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ) k; O0 I' o4 z S4 w
% Ant Colony System Code %
4 m3 Y; {- X* x8 S5 w2 y% Date 5/27/2006 %( O2 p$ o }' d0 r
% Theobald.Zou %
/ c- T6 c. G) t6 w- z, i4 }$ ^+ `, ^% Original Code %
k9 B9 `7 Q1 y%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 4 z0 N2 Y1 S" X; ~
clf;
3 V a- f9 M k' X* Y5 Y) ifor moni=1:100 - I9 e- U8 O% n1 _
pause(0.1)1 S3 B2 S* Y+ E/ M7 B: j; a' J' l
clear;
4 s7 M) k5 @8 Ptic; . ^5 h# E' n- m9 j6 c1 l, h* [4 j
%初始化各参数 s$ x( _$ F' {: t" @& j$ b: ~
Ant=50;%蚂蚁规模
3 g! ]; G+ I% o% @( q+ N: PECHO=50;%迭代次数 . G( |% ~( r6 f1 K8 X% i& E( a
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
+ @9 z* v3 _( G+ X: s( W( Nstep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
, L- }- z r Itemp=[0,0]; ( b* `' J5 @& k
%各子区间长度 0 |! z7 t/ m$ P4 B
start1=0;
& W: z* V$ Z- B$ Cend1=2;
7 C9 j. D D) E) F; sstart2=1;
! S. J% ]1 F5 zend2=3; 3 d' g' L x0 i; C! m# r
Len1=(end1-start1)/Ant; ! y. G# t4 q0 v- _
Len2=(end2-start2)/Ant;
5 Y- }4 Q5 _) H- W. x7 ^' k%P = 0.2;
0 l. S6 u9 l5 j- V" h5 U%初始化蚂蚁位置
, O/ L: ]# Q3 ^, n5 y$ z, f3 h) asubplot(2,2,1); : o) T% |, k' N1 v1 x+ L' d$ n
for i=1:Ant
1 ~" m M; [) _/ P* mX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); 2 E) M A( M' P, @. u k( a* i
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); ! g4 H, d% A7 O' n8 p4 T
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 ) ^* ]: B- \3 S- w3 N7 _! t
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
: }& C( j4 o5 w. G: ]2 j; Hhold on;
% F) R4 S: f, h$ ftitle('(a)'); ! p; @$ n, W3 V; v9 Q$ K% q. L7 a
xlabel('X1');
9 [1 h/ l- {3 d' Hylabel('X2'); * m5 }+ B' L" S Z S. x7 O
grid on; 2 [4 d' e4 x) A0 G; Q! c
end;
1 y, Q$ |/ d. e/ @%至此初始化完成 + u' i: c/ x( d4 B3 f2 X2 s2 A
$ |! P: a8 A% u5 u; D8 S1 o
for Echo=1:ECHO %开始寻优
" T7 N3 L$ X& L n) P %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 & F, X3 n) s+ l* m5 q7 S4 g2 @
a1=0.9;
/ W6 \" t; x( {2 e b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); f; N8 E* z/ B$ l
f1=a1*exp(b1*Echo);
1 c6 m6 B9 b" c* s a2=0.225;
7 g) _6 e- u6 o+ S8 L3 z5 \. Q4 L) Q b2=(1/ECHO)*2*log(2); 8 }* Y" \& a2 y3 w
f2=a2*exp(b2*Echo);
7 y; R1 A/ @$ M$ l" b: ^ Q( ` if Echo<=(ECHO/2)
9 ]8 @ F" l! { P0=f1; ! ^( v0 X! c' i" V6 O7 s
else 3 u5 C8 c9 t' h' X
P0=f2;
; }: P8 @+ e% K7 [8 A& a { end;
8 a5 l2 h5 w- W" v1 x2 ] ~6 U %P函数定义,P为信息素蒸发系数
& p! M- g1 k2 W6 L7 q7 c) z' m- I a3=0.1; . ~0 S3 \4 Z' J& T: k: g
b3=(1/ECHO).*log(9); - o4 ~; \6 E( M7 f( W
P=a3*exp(b3*Echo); 9 r5 ]+ M3 e/ ~1 g6 l
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
" M% e$ K- ^ }3 H! v Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
" c% U' `, c4 t Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 3 C! y* V, c# N! I& d- a8 X) h
%寻找初始最优值
+ t; A" z: i0 G1 i T_Best=T0(1); 2 E6 m3 W% Q0 |3 L
for j=1:Ant
- x. c+ h- y: d) b- C if T0(j)%=T_Best 7 |2 A/ K8 p# S1 L) n, z |
T_Best=T0(j);
3 x# n. I+ H8 M; z BestIndex=j; 1 Y0 h7 |, N( F% x7 Z/ ]# @. x
end;
0 {8 O2 D4 P Q end; M# ~ {7 E8 W+ u
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
9 X& f$ ]/ A0 x; j 9 ]3 N+ E5 e2 C N3 u
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 & ^# ^/ }8 F6 }8 L [1 h* t
if j_g~=BestIndex - _: a# W8 J0 m# D$ C
r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
9 f- R: c' F: r/ w1 z. J- g Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); , M k" {6 }. w+ u5 x* m, }
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
* M: U4 y# k5 b. O5 f5 q K8 x' Z if rand(1)<0.5 8 B; e8 Z! t, y* E& h
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
6 a/ r1 [- H; h) |5 P* S1 a temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; 7 }9 X1 X2 d1 s; J3 | ?
else
: N9 T$ j0 \# H temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
2 V6 h% w2 }5 s9 @6 R5 Q4 |( v temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; ' p- \! k4 u/ @9 a5 m# e! e; s
end; 7 O2 S7 C8 V: i
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 # d1 ~# g) }( P% V$ k
end;
, I; q% u, n/ Z4 F$ N X1_T=temp(1,1);
. Z2 f; s6 _% c* h2 L X2_T=temp(1,2); - w9 x: f2 ^" v( O" z
X1_B=X(BestIndex,1);
6 T# ?# c# ` } c X2_B=X(BestIndex,2);
8 K& U3 A1 b, k F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
* w0 `, t1 o) T8 Q8 F9 }, b$ a, z$ B+ D( v F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
+ }8 Z8 H/ @1 V: U if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) N9 e. v) g$ K' w& N5 x' ?
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
% }5 v" b7 I" ^2 f- I X(BestIndex,2)=temp(1,2); ) P& O/ v6 ?% w3 N: b& |
end; ; j6 q6 ?9 Z. J2 D
end;
" g9 R( C. R3 E8 r" L# F5 y/ f
% D# J! z6 q( G2 ]% m/ r, | for j_g_tr=1:Ant
; C2 `. _1 x2 |5 |+ n* r& |8 t if Prob(j_g_tr)<P0 : b* x7 r2 F, a1 Z9 p% ^
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) / J7 u& |! ?/ }0 T" g5 ~) Y
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
4 _, H- y7 W9 ~( f8 I, M, u else
4 y4 Z m, @! t- v, R1 [ X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 . D L% d w! ]+ u
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
9 T' u; d$ Y3 z2 g% U. E/ I end; 8 B1 G+ p3 E5 h, t9 |6 |1 L
end;
- L, f) h% g3 F: i A& i, u& u" K# i6 V }6 }6 g
%信息素更新
* h4 ?# p$ a6 q' L1 {2 b* G# Q3 j, j
2 V2 z) V+ ]& m( D for t_t=1:Ant 5 m1 J7 `% y @/ K7 \2 k
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); , V5 N4 R; h# M; {% d$ A$ I& @
end;
0 G3 ~! ~* F* U4 u2 A9 } 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
1 o+ k% v1 m4 q/ v subplot(2,2,2); 3 z" G3 a8 u% R- V4 b x
for i_draw1=1:Ant
1 T, T8 t1 u" x plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
$ _: O( N4 r2 G0 e2 ^ axis([0 2 1 3]);
# s: |7 J6 s3 ?0 ]" t8 ~ hold on;
) K0 O) I- K% L2 f2 H, ?6 W title('(b)'); 0 y3 q% o' ~8 m R9 Q- q6 ?
xlabel('X1'); 0 H! V3 @2 U. B' q0 [* p% a0 i
ylabel('X2'); ( D+ ^6 n4 L0 j: d* I0 T/ G7 s
end; " Z3 K9 b7 g. v+ X. B" G
grid on; 1 u: O2 w! p8 j! t: b
end;
6 D) E' t8 t. p( l' S! @0 _$ |8 Q. `5 h4 o' t& }
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 - A8 s! @" f, b6 O6 B
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
4 z; E6 K) y7 p8 z) \1 M minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
* m, _% @/ A" y& P1 p" p- \ min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解 1 O$ Y9 J4 c1 e% C& m( i
%将每代全局最优解存到min_global矩阵中 2 Q& G0 z; r- `% x5 Q' \) K) U
if Echo== 2
0 r# V5 E' c& g/ z if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) 4 f8 S; U4 P O: F9 n
min_global(Echo)=min_local(Echo); # P2 Z6 z% ?, t- ^9 k6 @
else
6 j: f6 y; ` m, J; B+ u$ Z7 l( g min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
4 l- ?9 G- i. I M; B+ K- f% ` end; % {: B2 K, {0 ~2 A- B6 |2 b; O# X3 W
else 6 `1 d4 |9 u/ G# ?3 p
min_global(Echo)=minvalue_iter;
4 i8 G8 J& [+ h3 G+ Z end; ; M/ I/ L+ R% z3 u+ G1 z+ @
end;%ECHO循环结束
( Y( Q# v& m& P5 c9 A& q
* Y6 R9 B+ c& d3 A% k, \! L4 ?subplot(2,2,3); ! d5 j @, Z; Y
for i_draw3=1:Ant 0 }( {* n7 k; U+ l. N
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 - _3 n* g' }* f; r! d: l
axis([0 2 1 3]);
4 b% U! W5 R- ?. P7 |2 z hold on;
! ]! d' h2 R( D9 ] title('(c)');
( e: c! u5 r) t% k" i3 u xlabel('X1');
6 u$ a+ R6 a% B9 c1 \ ylabel('X2'); 8 y3 v8 H) v9 I D
end; 6 q# l* b: B5 }/ f
grid on; $ j! Q' }" J4 l: y
subplot(2,2,4); 1 D/ b# }0 B& |( x5 E( K% g, L
min_global=min_global';
# U+ y C8 Y7 c, S! W, C( Findex(:,1)=1:ECHO; / ~2 G9 n/ g6 t' g' h2 a9 Z0 Q
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') * n3 J# k( X3 ?0 l
hold on; ( i! I+ T0 P) f0 h
title('(d)'); 6 n4 |" ^$ f5 y% u
xlabel('iteration'); 2 P$ E( t* B2 C! U
ylabel('f(x)'); # t( |' @: y$ ~# x' O8 F
grid on;
: K4 S" Z! Y* p" z: H2 t* M( v[c_max,i_max]=max(T0); 1 g: T4 h J; s+ D% W3 z9 @
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
* J. Q. d9 z) Z1 k, I5 ^1 v( `minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
. i: e0 s& N& o2 T/ }runtime=toc
4 M6 V6 b% u/ x, U" cend |
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