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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
' t0 a5 C. D' Q1 k: k) n6 \%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% , M4 v* ~# \& r1 Y" p) Q
% Ant Colony System Code %
9 H7 K) d6 s( x; I* j, L7 G% Date 5/27/2006 %
( [9 z4 c7 X, b4 }' V$ Q% Theobald.Zou %
" D# R- Y5 i+ w0 { U' [( x" a% Original Code % . X" R6 a, {; |+ f# ~: L! E6 @* z1 B
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% & C2 J& a Q7 Z. e6 v0 M
clf;
h# u2 v7 \) Qfor moni=1:100 $ j1 r n! }; v# ~: m! p
pause(0.1)
- ]& V: {+ R5 r2 G z, O8 Nclear;
5 N# M. P# R# |( x9 Ktic; 3 h" l" J% N! F7 T# C
%初始化各参数
( b' l d; P% y4 h" A& b: b7 fAnt=50;%蚂蚁规模 - b5 o/ d) ]+ i" i* ^
ECHO=50;%迭代次数 , p1 N+ v/ q3 h3 Z& C' ~
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 * `7 u+ z$ S5 ^! H
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 1 \4 o9 Z; k) @* t- c8 ?9 ?
temp=[0,0]; 3 ?( \0 N- c6 y$ m w
%各子区间长度 P. \/ A! Q9 w
start1=0;
6 l1 g$ O | N) Yend1=2; & p" W) x5 q' x8 j v' M* M
start2=1; & K! D9 q1 E$ ^, f7 ?" X% S
end2=3;
! i2 {7 X4 {% W" W, K! LLen1=(end1-start1)/Ant;
8 }" Z; E) t; S+ d) z y+ {Len2=(end2-start2)/Ant; # v- P; k* P4 [; g9 B. t3 d! `, S$ ?+ m
%P = 0.2;
4 C" t5 L" M! j, E%初始化蚂蚁位置
$ ]: H9 V! y. Z) H5 M+ n# w# ~9 csubplot(2,2,1); / k4 o9 i# I7 j3 z6 O6 c: J
for i=1:Ant 0 h; `: k+ e" J# Y7 z
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
' g. h, r4 ?2 _& S! l: o9 rX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
. Q) [: i/ s* W- t y7 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 4 X* \1 q1 M7 u, u2 _
plot(X(i,1),X(i,2),'k.') # C6 g# h" O9 O/ f T
hold on;
! N* _7 d: b h" k6 ltitle('(a)');
0 C0 S* z/ ^ c9 exlabel('X1');
9 I/ Y, y/ _' Uylabel('X2'); . @$ n T% }% R) M' k
grid on;
& ~- F3 h7 X$ o& T# `6 Z0 f4 ~end;
; v9 O# N9 h( [! R4 c9 [# s%至此初始化完成
4 @6 Z- B2 g8 Z
6 Y% u3 S. E+ o. ~! Rfor Echo=1:ECHO %开始寻优
- r& m I9 J6 y %P0函数定义,P0为全局转移选择因子
' t5 L0 G/ t) \4 m: M* _+ D* f a1=0.9;
& }1 _5 \1 x2 D7 o4 f b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
m' s' [ i% i7 q D" L" ?2 _ f1=a1*exp(b1*Echo); 5 t% v' q% L, Y
a2=0.225;
8 f/ T$ Z& T, T b2=(1/ECHO)*2*log(2); : @! ?* _" G% P' s+ `
f2=a2*exp(b2*Echo);
0 m* t' X" a' I/ N0 d% }! e if Echo<=(ECHO/2)
% W- M/ Y8 [; e W3 a P0=f1; # X' x2 v% D1 Q) x
else ! V x9 K5 s4 i( n
P0=f2;
; z( V: V% e* G* l end; 2 E5 [4 H* u: ]8 g$ a% J5 r
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
" K' Y+ t' U( V9 f) f) l a3=0.1;
$ e: o A' P. m5 | n b3=(1/ECHO).*log(9); / T- q: w* i8 f( c9 f8 ?5 `. `
P=a3*exp(b3*Echo);
+ ~/ l) m' F0 H, K! E7 y) D lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
1 _6 u, P1 e) ?% l& L Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 7 ~7 r2 f- j2 |2 L% ~7 g
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
. X6 {2 J3 d* I% V4 x2 l& j8 J %寻找初始最优值
# r7 J' @- z; K7 u T_Best=T0(1);
4 F( M/ e: F' u% @9 Z2 j for j=1:Ant $ b* P+ F4 J- @1 Y. b% O( O1 v
if T0(j)%=T_Best
) t. f& ]6 m- [+ x T_Best=T0(j); ( B4 [4 t9 _7 A" l% w
BestIndex=j;
h: X" V& X0 a% H# r9 A end;
8 e! p( x7 ?' p, o end;
6 w! r# N' u! d1 e2 g W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
. s) Y+ n m6 Y+ [& }. }% G! m
5 ~/ z1 t" F: r! Z- x1 @! @$ s 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 % y j6 _% l, M( m+ {% s
if j_g~=BestIndex 0 ?1 T( u* [7 u, v+ c& L0 T }
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 5 P2 k8 z8 Y$ f7 S7 t7 S
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); + P* H1 B% D+ ^. P$ S$ `
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
1 v; T0 d- P A' t4 x if rand(1)<0.5
4 h1 @: \0 Z6 X ^; [8 f temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; ; h# \- f1 s* u: A- [
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
M' d- [4 s% T$ S( C5 ?' O% T3 K else 5 G( L, d+ j, n
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; & g0 l9 a" I) c, s
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
7 ?0 N0 a2 S! ~ end; : u( P6 G! \ U
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 . }/ D: G6 A, ]: X/ g
end;
9 c9 C2 ?7 R. M- V X1_T=temp(1,1);
6 o% ]# U+ w* X X2_T=temp(1,2); 4 W4 S" E% D0 ^- t
X1_B=X(BestIndex,1);
8 m6 K5 t3 `1 Y1 b! I* \7 I- P X2_B=X(BestIndex,2);
% S {" W/ X2 J8 e0 }0 f F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; / S# z% R) f6 v; i/ I
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
0 q: G( ?/ O+ g* W( m if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) , }7 d/ l8 L3 p% h; L7 i5 I& Z
X(BestIndex,1)=temp(1,1); 5 _% r& Q0 L% t7 s) o
X(BestIndex,2)=temp(1,2); 6 Q& E k4 u( d- H$ Z' ~" h3 `5 E
end;
) x1 d! X- U4 n" y end;
9 k Y. i3 L3 J
+ g% l# }$ S$ a o for j_g_tr=1:Ant
/ g, y5 i9 F# z9 p9 O if Prob(j_g_tr)<P0 }3 f5 U y1 n! K: N9 h9 s7 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 v( M6 _$ I4 C3 K& `7 b R9 w X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) ! s; H, k1 e, I4 }5 J/ |2 A
else
( z; b0 |4 m6 ?( ?( } X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 % ~: q) J% r$ {
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
: W5 j1 @) e& x% ^ end; . i4 ]0 {; F5 i% ?4 m5 P
end;
5 j! y2 K' a3 @& W F- P$ ]
& ^2 u! f( ] Y7 N; ~' y %信息素更新
8 y& |3 z7 D3 s
& `7 R* I' Q) a for t_t=1:Ant
. N: u3 V0 u, G: t4 l' T1 x T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); " f- p" V3 O, C) n! C% y
end;
: U: X% W2 i# b- {' p 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 , c1 a. b7 I' X
subplot(2,2,2); 5 `8 r: |% y! ?% _0 {$ `
for i_draw1=1:Ant - f* S& V3 f/ S, P1 ]0 d2 Y/ Q
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
+ _2 R4 y6 x' Y8 X0 u3 w: s1 x8 ^4 U axis([0 2 1 3]);
m" K5 H V! r3 ]$ o# N hold on;
5 `, B6 o j+ ^ title('(b)');
- m$ |. g, M' u" i xlabel('X1');
, s7 k$ P0 y. R ylabel('X2');
+ S5 }3 m7 I9 d2 _$ h, l end; P% M2 } i/ Q) j0 u
grid on; + P, F% B- c! F
end;
2 ?- V1 K$ ]# ]( y+ d+ y4 @4 V3 X& k, Q
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 5 m: q- z. F& {* d/ H9 P" a1 i f
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
2 A; c& k0 ~ T, [& E minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
! I, X4 K0 T, m. \ min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
( J# o8 G& Y, @ %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
, P: H& T: h* w" {3 e if Echo== 2 7 l: A c6 ?! o
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
% M4 ?! ?6 z! K* L) ~ min_global(Echo)=min_local(Echo); : v4 ~# x5 _, ]+ m1 k( C
else
7 L% i8 ^( y9 h2 ` min_global(Echo)=min_global(Echo-1); 9 G q+ E8 [. w' {& m) }) U0 i" f
end; / S/ \$ M& `, F' a% S
else
* t6 C1 ~1 e2 w, ^8 @) ~: X8 E min_global(Echo)=minvalue_iter;
, D. X. J0 }2 H; C) [. s+ z end;
+ A" f3 d1 G; `0 o9 ^end;%ECHO循环结束
6 c, F8 S. y3 s) ?9 u, d) k
2 h5 n( A, b, Q2 c$ T, \2 hsubplot(2,2,3);
" _" e1 e( P* D/ @/ a for i_draw3=1:Ant
( ~0 _6 h0 P. w3 S 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 , v) O- P/ _, y% `: G# s8 H; E
axis([0 2 1 3]);
! A) K- f2 X5 ~$ ^% z hold on;
4 E. y. f S& p6 u title('(c)');
+ |( X9 K( |7 x) a4 C, r) J9 P/ y+ j xlabel('X1');
. ~0 N# ^5 ^7 B! P( k# {; e# R ylabel('X2'); 7 t+ s& t! \) _ @; S0 j
end;
" F8 e: l: |- n& Z3 fgrid on; $ e% E3 _1 E# w6 @/ o% S
subplot(2,2,4);
' `: Z0 z. Y w% u5 @ i. }. rmin_global=min_global';
* U2 W# }* v: b$ n+ E: J. @index(:,1)=1:ECHO; 7 U) |0 ^, m- y$ x0 B
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
! l, z0 u/ Q6 R$ C! k' l: x- L( o% A5 r4 ghold on;
# z3 A8 U* t5 S: {% d, ktitle('(d)');
6 Q6 G X% r! x b1 t( M$ ^xlabel('iteration');
[: l! S/ Z5 B' t% ]ylabel('f(x)'); ; C, e, |; w5 U( D% `' ^5 U
grid on;
0 @; k* `4 G8 G$ o6 F[c_max,i_max]=max(T0);
/ O1 N2 E& j7 }! i' m @minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)] : c1 ]3 Q% @( _1 n
minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 & \5 X2 G- m# _6 C4 w5 X
runtime=toc. r' b( \! }5 k
end |
|