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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* g& ^3 T* `1 Z- [
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 5 M" l3 p3 R5 a4 K4 W, h
% Ant Colony System Code %
/ w5 \3 W, B" A/ n; }0 [% Date 5/27/2006 %
1 N) U2 a9 T2 Z2 k% ]2 a1 G% Theobald.Zou % ; J8 C3 G* L! I. y/ r& M
% Original Code %
+ ], t/ l2 Y- \7 P* G$ K* n+ Q! C%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
5 Z" X, a% ]" Lclf;! l2 H3 z( h+ {% {6 i5 C
for moni=1:100
; L8 Z/ W' h$ a& A4 [1 P) ipause(0.1)& A/ _; c& e) J# V
clear;% u6 T1 `) E( K/ ?, d% R1 }, c p
tic;
8 Z0 ~/ f9 C! ]5 B%初始化各参数 * u1 m; I% ^4 J& x3 ?& G, t- u6 E, v
Ant=50;%蚂蚁规模
# s7 m; F0 f" w+ ~' IECHO=50;%迭代次数 / x1 h7 t9 f7 Q2 `# m" k
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 ; v" o+ o8 W$ w. G9 j3 d
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
+ r, g( O- |& z8 Mtemp=[0,0]; [5 L; H K; ?. D, j
%各子区间长度 x- k7 E% d7 G* p4 R+ n% z8 J
start1=0;
- Z, ]* M; X, q8 J! H% Fend1=2; & E) I6 k, v. Z% s4 I/ a* T c
start2=1;
, u7 R# e: V0 h6 }0 Q* Y; s- Eend2=3; $ X- `% _4 B) h5 d! z& E& Z
Len1=(end1-start1)/Ant;
) x" U8 Z+ n; A* }; ?; D, _Len2=(end2-start2)/Ant; ) |" ]/ h' m4 s+ h v1 a; k/ B
%P = 0.2; - v8 e: l2 \" r/ g
%初始化蚂蚁位置
$ E; `0 J) z( n2 V+ ~6 esubplot(2,2,1);
) |: J( f5 h! C: [+ Dfor i=1:Ant
0 Z7 e. ]0 i; n* u0 ^1 QX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); & w( ]5 g2 k( Z, z1 ]6 p
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
0 P! D- a- O: Y5 S2 |; WT0(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
' b1 c2 x# W# y4 w5 eplot(X(i,1),X(i,2),'k.') 4 c) K* K+ E/ l
hold on; 2 ]$ @* o/ C* s- A$ u
title('(a)');
7 T# c0 B5 d3 p0 l' v! J3 hxlabel('X1'); 2 s) X1 w/ H# g7 F' H2 X
ylabel('X2'); ; H0 s& _, Y. O G$ p* N
grid on; * y! F& ?7 C* i) r3 K& ?5 p& }
end;
9 X" J! f( ?) S7 {3 T, N9 ^# A& i%至此初始化完成
7 }. f' w. G( ?8 p' q1 x; c3 [! F
" J5 X. d F, T5 A9 F! ffor Echo=1:ECHO %开始寻优 U) W2 W8 l0 f" t7 r) t( r) S" y
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子
1 \( `8 ]& P- f7 F a1=0.9; ( U. M& b4 s1 [& L0 Z
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
4 k" u Z7 P0 O7 D8 w1 w: T f1=a1*exp(b1*Echo); 0 `6 J, l' J! W6 L
a2=0.225; ( q! N! z6 n& @# G, N" J$ \; U; S
b2=(1/ECHO)*2*log(2); & T0 q m! Z: B( ?" h% V, `" A! {
f2=a2*exp(b2*Echo);
5 ?$ a# u' B* r0 F9 t if Echo<=(ECHO/2)
. c8 C& T2 F1 s2 t& ^" h* h5 d P0=f1;
5 _( K! A+ Q* N: k& a1 i" i else
" g% V3 b3 {& v8 }5 @5 P3 q2 [ P0=f2; # h" \' }/ f! V: J) p
end;
8 f3 C1 `% s$ N) h %P函数定义,P为信息素蒸发系数
% h$ `/ O; P; \' D9 G$ E4 A a3=0.1; 3 u X, S9 P" w; w
b3=(1/ECHO).*log(9); 5 `9 R% j2 y. I; r: a7 ~0 j" [8 E9 X
P=a3*exp(b3*Echo);
* L% ~/ ^ I) L0 V; ^ lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 2 L* R6 ^3 p' z8 p4 n
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
+ ~3 ~& i, \( D w$ D: H Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 C7 e$ P# |" p. [
%寻找初始最优值 # ^) x2 r c! U o
T_Best=T0(1); , _0 q) p2 Z M0 F
for j=1:Ant $ E3 L2 `) h$ R- q
if T0(j)%=T_Best
9 F# L' ~1 A5 D) T4 S" t" G T_Best=T0(j);
. s% _7 t3 t( S% Q9 ` BestIndex=j; 6 O j- u7 n4 S+ k4 b/ X
end; 1 c. T+ Z! g! n! J
end;
7 J; }& T6 H# S n W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 + F4 O% q5 h; }' i. U
* o6 U& P% d1 w U0 N- }6 r3 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
" v4 k7 ~+ i, N if j_g~=BestIndex
! v5 c2 B; b- c3 a M$ Q, ^ r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
' Q7 {" h U4 O6 A; ^ Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
. G: v4 ^8 s2 w( O5 L" }3 l) s else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
5 D$ u1 M8 ]) J# `' D e% g7 T if rand(1)<0.5 5 \+ N \$ ~0 c% W% M* d# l
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
' _3 ~' `% h/ h& d& [) @ temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
5 A1 q; Q0 G8 b8 `& w: m; a else + ^$ l+ j0 h$ U" U R
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; & A% _0 {9 p; i: S5 T
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; 8 N2 J7 ]$ ?2 F8 @: p8 O R1 b
end; 9 t6 x' |$ \. u- s9 v1 K1 r
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 5 D" Y9 B2 b1 _6 U
end; 2 y# \$ D! S" N0 T9 q, \8 I. O
X1_T=temp(1,1);
6 c1 @( ?0 ^1 q5 W$ }- L+ j X2_T=temp(1,2); 9 _' x, e7 P2 ^4 l
X1_B=X(BestIndex,1); ; ]$ w; ~* F, u: c
X2_B=X(BestIndex,2); ' M* h5 d" l; E2 ?9 Q7 |
F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
; N7 ^, X* a( r# N: [" H$ k ~ F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; ! q5 x8 g( b% P0 w2 {
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
' j9 D( K4 p" p X(BestIndex,1)=temp(1,1);
w+ p3 L2 w. Y5 \/ H! f X(BestIndex,2)=temp(1,2); 4 t. |* ^5 ~; d- K4 B
end; 5 i4 y/ i, s5 [4 Y
end; ) m2 y+ ^1 x4 o$ O8 B) A) q! c7 I
1 V0 U* `# C5 H) I$ U+ _7 @8 C# A for j_g_tr=1:Ant - n2 u/ ~+ q& c, q
if Prob(j_g_tr)<P0 / l8 j- k! [7 ?4 M
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) 8 ]0 C4 j# B7 c. h& t O
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 J1 |2 y; _1 B3 t else 6 j; m- B% `) `* Q. \/ r' l
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 , l# k+ R% [9 m+ C3 b( ?6 L
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 7 p! I: ]& ?: _4 u E5 w) T
end;
3 C$ ~8 A, }- i- d2 @) h end;
" U8 O( T7 x* E/ x& m+ T8 w
" L3 L/ p/ @, Y& ?+ D( C %信息素更新
: q) G* U% w: P' i* [$ y1 Y
# N. F l1 [$ h; U. A: N for t_t=1:Ant
" u' d- Y' n2 W% X, Z T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); + l8 }6 e, P6 J; m" P9 m% y# W
end;
) X# A+ E- m8 N# V! ^ 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
& F% l, l# S8 S8 N _' f subplot(2,2,2); 4 D9 `6 z) `( V% {
for i_draw1=1:Ant
- c* x P9 `# L1 B- _5 l& x plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
1 G' n. k! F* ~# P4 [1 ` axis([0 2 1 3]); , {/ S( J0 E/ y
hold on; / _' Y u: x! [" ^
title('(b)');
5 p8 _' W' c, c, I7 u. J xlabel('X1'); ) R6 g' i3 u- p6 x6 r
ylabel('X2');
6 b; C8 C% r6 A6 K4 o4 o* W end; % a' G4 e9 i& A4 [8 f9 a" t& _
grid on; 9 m' ^) c; J) E/ E. R
end; 2 C; E% Z. Q2 R. a; M5 L9 M
, j# p9 ^7 j6 K [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
8 ~9 E. }/ K( j minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
% D. q% V- k9 `& u- B+ W minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; * ?; c; T: i6 d0 d' |& T' {' E% Q
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
7 A/ d- e. n h* f y% O6 y %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 . H0 b% x/ U7 A* f" O* c/ o, b2 e$ n8 N
if Echo== 2 ! H E7 g( N) \$ z' w' k
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
; z, @2 r8 Q, L4 d# e3 ? min_global(Echo)=min_local(Echo); 6 B" `' E6 O" ]) ]
else
! G" |4 S! L; }2 P/ L min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
0 ?$ _# k! d1 \# ^+ x6 P+ @8 t end;
% E0 C2 j8 w/ c+ D else 1 k' d! x8 U; G) Q
min_global(Echo)=minvalue_iter;
6 G. N$ {0 o$ @ I end; 7 g; P v4 p1 z
end;%ECHO循环结束
. b0 U8 D" X0 U6 q1 G! e7 K3 X4 m0 g# ?. y' z
subplot(2,2,3); 1 p @8 K! Y( j4 d: q/ w
for i_draw3=1:Ant
2 A# { w4 I- ~9 H2 a+ p) M 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
. Q4 Z* E& U/ O" U* Y# M, r! s' C% S axis([0 2 1 3]); . d- L' m% R9 o. w
hold on;
* o& T1 t& |" ?4 L5 Y+ D* J title('(c)'); ( m. D, f6 R. }7 e3 P7 ^1 ?
xlabel('X1'); ) l8 W; u4 f- U( G$ |! l } Z2 }
ylabel('X2');
9 a. B$ a. P7 D7 l9 m end; ; `- u/ u& \8 t9 s4 v) r' r6 ~
grid on; 6 A- K" ^: M8 g
subplot(2,2,4); ) T9 r0 L* O: k B: X& x# L
min_global=min_global';
( A" |4 R2 b7 hindex(:,1)=1:ECHO; 7 Q3 D4 h9 _! }* b/ U1 ]% D
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
$ }% A7 }; Z0 s) b7 Ohold on;
4 O2 m# t! f" n! B6 {/ c; R! J Ztitle('(d)');
8 B" f' F5 R; ?7 ^1 \( Y. Xxlabel('iteration'); 4 @5 t# n$ {- O: F; E7 O* Q
ylabel('f(x)'); 9 u- ^; k. b' X* v9 `" C
grid on; 8 {3 b- ^8 ?- P
[c_max,i_max]=max(T0); 9 u( E) Z/ J: E/ C& x' \3 x
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
& f2 C- V( q5 t( Qminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
5 z) g, T; @+ R+ T3 c* R ^, Rruntime=toc0 u$ ~+ W, q& K7 K: e6 v; V
end |
|