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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: K% V% K& N: H# {$ F7 u" t8 }
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
, T4 V* M$ U- q% C( q# b( ^% Ant Colony System Code % ' S% s' K# O# ]" d
% Date 5/27/2006 %% @- `9 i7 G) }7 m0 v
% Theobald.Zou % ' b& {) s5 `1 H, F5 r: g
% Original Code % + \( C- B1 y5 O
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 6 M, B7 E/ u; ~, u' i5 Y3 v
clf;& y8 T% j" h+ u8 c# A# K
for moni=1:100 $ A: T/ r1 Z( Z
pause(0.1)& d/ Q1 y1 \& M- k, ]# U: c1 j& n- ]
clear;
& r& q/ g+ R# q% m- Jtic;
. _+ [- @ _! X%初始化各参数 7 W' ~ o; n3 O* \3 @- F
Ant=50;%蚂蚁规模
% L4 n( ~ c' _% n& D1 c' qECHO=50;%迭代次数 - n4 S% h$ e" |( @% i+ h
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
& m+ _( B$ J7 u$ G& h- Zstep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 * |& z. g& i" f7 g
temp=[0,0];
% k) k! E& i" \+ O7 E% L%各子区间长度 5 ^& ?* g; h/ v$ |: o
start1=0; 3 Z0 u8 i6 h& M) t8 ], k
end1=2; ' L) O4 k( Y# Q" W/ G" `; \
start2=1; & c8 t$ y( \- x/ y/ a2 V, Q
end2=3; 2 M, Q' w3 a! [; P6 p
Len1=(end1-start1)/Ant; . k6 a6 q& r% z1 ?( E& q/ E
Len2=(end2-start2)/Ant;
% N/ G0 h8 V8 e9 M6 a. u%P = 0.2; 9 q7 o5 @( \4 N
%初始化蚂蚁位置
- [2 L, B8 q s( h7 y- r% msubplot(2,2,1); 4 {$ K$ A8 }% h1 O+ w
for i=1:Ant
8 f8 m7 L; N! rX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
2 R8 g# b# l) u1 C8 e4 R dX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); 9 Z) U6 v6 Y# h
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 1 \4 u& Q/ o. x7 H& F6 Y) J( a
plot(X(i,1),X(i,2),'k.') ( E Z5 Z) `9 j- a6 B
hold on;
/ j) h4 o. b8 e+ mtitle('(a)'); 1 ?2 c3 T2 C1 p2 \% M+ E
xlabel('X1');
( U" p5 P8 K2 q; W5 J# h# Fylabel('X2');
' x# B: p9 v) l. N6 Sgrid on; # |7 `" _' A9 e# D- _
end; ( }3 Z) A2 p0 B2 @
%至此初始化完成 3 D, C& d+ h* Y* K) k& F
* Z2 ]' U) k9 c3 s$ @for Echo=1:ECHO %开始寻优 ( {) P6 q* t4 Q0 I6 {3 A+ b5 p. p9 Q. z
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子 7 b" z" Z! V7 x2 W, s6 W1 \7 L2 T6 G& q
a1=0.9; 4 P) T) G( W1 k7 z" H1 i8 m
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); V3 D3 s k* ~. A3 b; o5 v# H+ |" A
f1=a1*exp(b1*Echo);
& L. z6 `$ G! l0 i a2=0.225; ' C5 S& \3 h1 C, f( L
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
g; X7 J0 j$ F7 A& l7 Q f2=a2*exp(b2*Echo);
; C3 c7 y& ]1 O if Echo<=(ECHO/2) J% D+ V6 Q$ w3 e0 O
P0=f1; ( z# |& M/ A: O: y' k7 M# o
else
" A `! p1 v: \, B P0=f2; : s7 Z6 f) Y. e4 U+ C
end;
, ^) j L' q4 b' O %P函数定义,P为信息素蒸发系数
; R# m" A$ s1 C: H6 u0 R e7 O& e1 l a3=0.1;
" A7 G* X* W9 n) ^ b3=(1/ECHO).*log(9);
8 x/ F0 U g9 V5 @* L1 L& _ P=a3*exp(b3*Echo);
5 ~7 r: C! t0 d5 W' s( u- G lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 Q( W1 q q7 `& N& J0 ^" p! h
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 - P! Q3 J1 Y; \' n
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 # W. p S$ \) J b, X
%寻找初始最优值
5 W* V$ X8 G2 J& D5 b T_Best=T0(1); i9 O- G8 T) W# Y5 t
for j=1:Ant
3 B$ A! p/ M) W F' c if T0(j)%=T_Best
: T2 h% _7 V$ u" M" g2 U# O T_Best=T0(j); ( R. |3 P$ V$ k" G' P
BestIndex=j;
2 K# t6 f$ G2 e" s5 A end;
8 E( U; f O' f" K5 U1 ? B end;
1 x b6 q$ ^+ X3 D! M6 \1 M W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 + g8 G: a. o$ X5 V7 s- p; Z
3 _3 t9 J/ N" F& Q
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
/ F& J) b: u. ^ P$ a$ w+ L- T. ] if j_g~=BestIndex $ n. ~1 f& d1 i
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 4 ^6 G9 f' b5 W2 p
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); . h8 d8 J9 {4 [- S- ^! Q4 A
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
& U1 E3 z; H7 X9 F if rand(1)<0.5
- u/ S7 c( v# x temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; 2 E4 r$ j* A5 w9 Z
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; # z/ w0 F$ j- u' X2 i
else 0 b! ?" } H }& t4 ~% }' |5 u
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; 1 @; F8 \, I" ?0 L6 k, i' y
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
9 l1 P" j% |. m5 {3 O end; ; |9 X+ S6 u; ?: @: `' W/ w
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 ! ]! E" a0 I }: ~1 n5 S
end; / U. D0 x ^7 U, Z7 Z
X1_T=temp(1,1);
2 d3 k) |) k$ T: n: c2 j0 E8 m X2_T=temp(1,2); 5 {3 v; s0 c3 e# H, C
X1_B=X(BestIndex,1);
& r5 ~# d$ u; n8 o* u X2_B=X(BestIndex,2); e$ I- P- E2 ?: _9 ?
F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
( }0 \4 H0 N" P/ F' ? F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; 7 m, e5 O) ~6 h. T9 B
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
7 U/ P5 l5 d) F- U) w X(BestIndex,1)=temp(1,1);
& u9 w* u6 \3 ~; ?2 T+ e, y2 g% z X(BestIndex,2)=temp(1,2); . G& A5 I2 b! x6 U
end;
0 M _% ^0 h, K! l# P$ }8 P end; & U" {8 D( j" [3 `
% b# w" J+ |. t& j
for j_g_tr=1:Ant - k j3 @) Y4 Q/ }: u3 T
if Prob(j_g_tr)<P0 8 D8 x$ E& o O, F, p) 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)
$ u- d$ \0 D1 P8 h, s, R0 r4 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)
* [' g# @" L( q- S" Z# @ else + D2 @- H; H% i$ @/ ]5 E, m: l
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
, }! u; `7 f. k9 A X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
+ u- L3 r0 h& B7 }& r end;
( O* G" d( \, k8 }& s end;
* l4 ^ N- E/ _! K! N
: q3 u5 z1 ^/ f9 j %信息素更新 + m& H4 }7 b B8 N' p* m+ u
: k7 m+ E( {2 W9 g1 A7 B. }
for t_t=1:Ant
V0 f- y9 N7 g% w9 V$ _" C) q3 ? T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
" C( U' v7 [( q end; * H* x5 o+ {2 K: }
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 _ s/ F( Y$ Y. g& }3 e subplot(2,2,2); * b }( Z; V! X9 ?% G: d! y
for i_draw1=1:Ant
/ f+ m! q( J; k0 N( a8 d plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') ) g: m I+ w# y; t" }: _ W; [
axis([0 2 1 3]);
% Q% U0 p3 f _0 t h( T( |$ A hold on; / b; E. E0 N" Y0 n$ U
title('(b)'); * J; I# d, r% N- |6 W
xlabel('X1');
2 f* y/ U/ X* u& t- k/ W! p) L ylabel('X2');
0 q+ y$ K/ r1 B4 n) X end; / _, D1 |# ~4 w1 _
grid on; % x6 ~, @2 |1 Q
end;
% `" k) J9 `3 `$ ]- s$ j3 Z( y4 h( }$ W0 \: z, f# N$ Z
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
- t' ]* R% B$ m Y0 F* h minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
; V2 j, ?: K: H$ r/ C: p; L minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
! ]: h! q0 [" n min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解 : T& l+ Y# L% l) {
%将每代全局最优解存到min_global矩阵中 6 f3 S1 N3 h. Q$ O! G0 U
if Echo== 2 + ~$ F& x1 E: {, ]0 e2 ?0 t
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) ( ^3 ?; P) ?9 y/ W5 r
min_global(Echo)=min_local(Echo); 0 I0 U+ E" p$ ?! V
else & Q- s7 h0 f' {+ k" i
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); 0 k0 g( b8 B* K: {
end; ' f! E, o3 Q. j$ o& M' ^. b4 h6 [
else 0 ]4 V& D8 Y/ R) F% U, t
min_global(Echo)=minvalue_iter;
9 J( Q! ?7 o6 k/ L end; 8 Z/ j+ i) t, U3 z3 p
end;%ECHO循环结束 : b" T1 W+ L( z3 e
- F! B$ M" |* K4 O+ }/ Msubplot(2,2,3);
" q5 F t' U# n, H8 T4 z1 y for i_draw3=1:Ant % M6 N- ^* L8 T( 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
! A1 M, q. m" i7 r axis([0 2 1 3]);
: J1 K; j1 i+ L9 x: S# z hold on; & }3 s2 M$ a/ b0 ]4 l
title('(c)');
# ]8 n7 }* Y- o# n1 c xlabel('X1');
) N) a8 w3 h1 M7 l6 O9 g0 o4 \2 X ylabel('X2');
8 H) p! t4 }7 z& L5 @4 b$ e/ h3 `/ e end; 8 J: v) L9 s4 D3 W: }
grid on; " e" u% u' X; z* w$ Z& _: I
subplot(2,2,4);
% p- R8 ? G) g; y: C6 n; Amin_global=min_global';
% [& p" s6 v' Jindex(:,1)=1:ECHO; 7 h. t7 y8 N6 V+ i0 ~0 F' O% G
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
) O0 H1 R7 ~& lhold on; # d0 `$ N/ b$ I( o u
title('(d)'); ) d0 a; m1 |/ o( F3 L
xlabel('iteration');
( h" Q% c3 ^% R, {0 t# i/ U8 _/ nylabel('f(x)');
: T/ s: C) h8 x* R5 qgrid on;
: t, Q. X5 I6 [[c_max,i_max]=max(T0); , v$ J8 g# h# v
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
3 h: V8 f# l4 b5 ~minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 * C) }, o4 p% ]5 y% G0 y6 J
runtime=toc
( ?/ b- S, u' _* H) \* Uend |
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