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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
7 a" o: |0 l: g' h5 h) T3 H. F%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
" ~' C: x4 P- I" s) q' R% Ant Colony System Code %
# A3 K4 d: X5 k6 d% Date 5/27/2006 %# t+ s" I U' |9 ^8 R0 W
% Theobald.Zou % , ^" B$ z/ o7 ~: I% k4 U* E
% Original Code % 9 C3 \8 G) y0 I! F
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ' I, e1 |7 D9 S' M" i
clf;
$ X+ B# X! o' g$ X9 t2 `for moni=1:100 0 |1 M# t! _2 ?" Q& C- _ J
pause(0.1)# H- `3 [9 c( D& a4 A
clear; q7 t7 [4 l, m, r
tic;
' ^1 h6 S/ J" m. t% h& B%初始化各参数 # V! h' P% N6 ]& S4 m8 q
Ant=50;%蚂蚁规模
. X0 ?# E& {. m F n" B' DECHO=50;%迭代次数 - F. n/ r& I% V5 A1 |
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 . g+ P7 |9 l- W( t3 K( o
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 / a, E5 a: }1 z; O" F1 b; |& S8 ^
temp=[0,0]; & |/ e- x5 P$ u, w0 `& n
%各子区间长度 4 B3 _: k3 ?4 w+ z
start1=0; ; G4 s( ]4 [5 W/ \' v0 ?
end1=2;
/ d6 I7 t* [ B( Qstart2=1;
9 g, g z- I* g4 O3 v) W" Zend2=3;
) ]- r; P9 m+ y& M: t8 C9 G1 \Len1=(end1-start1)/Ant;
, S6 n& B3 X* X5 ^0 BLen2=(end2-start2)/Ant;
7 z( F. O; F# j%P = 0.2; 9 ]' ?+ Y Z- p, F) W2 t+ s
%初始化蚂蚁位置 " G7 V( c0 ?* H
subplot(2,2,1); 6 Q$ x+ V6 n: v9 }
for i=1:Ant
" W, A1 m% f/ |- f6 v/ Z8 tX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); * P" z1 i! V9 j. i' _3 I, e
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
( b W5 g" Z% `0 I- QT0(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
3 o0 N' T; P. r) t1 x( fplot(X(i,1),X(i,2),'k.')
2 [( p- s: q& t; thold on;
; o) X* C/ N% B) R7 A3 E. atitle('(a)');
5 e- M. c6 u; I* Yxlabel('X1');
; l- t+ R) F( D( o6 I/ Pylabel('X2'); : @7 p7 a0 `" x" n9 \, e
grid on;
0 f2 k: m" i) H" xend; # F8 r1 o1 \6 B
%至此初始化完成
6 Y7 ^7 k8 X& v+ |# i _. g( W& f9 r( l; ]0 t
for Echo=1:ECHO %开始寻优 3 u9 `0 f# S. k: m) t, b* Y
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子
& Y) A1 P! r# ^) }: ` a1=0.9; 4 |+ r" u' v# g+ X: H& U2 ~" s9 ^
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); ( ~) d" u, T. ]1 M% ~0 V4 z2 q
f1=a1*exp(b1*Echo);
8 h, t: I; ~# F0 l6 L; T- D) h+ B a2=0.225; ' ]5 J+ \) I2 x6 i. _) }+ Q! P+ E
b2=(1/ECHO)*2*log(2); 1 q9 F9 t. t8 F4 u
f2=a2*exp(b2*Echo); 2 I/ s, G5 Z8 B# b% f* g* E- H: E. G
if Echo<=(ECHO/2) 2 F. F2 f# X# ~+ f
P0=f1; ) x& v! O- n2 S/ C& n% N. K u: B
else - c8 B9 l0 a: q( r
P0=f2; . q% Z6 `8 z4 s* [9 r" L
end; 4 N. I8 R+ ~ r: d( D0 P7 H7 {6 t% i
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
! u6 Y* {1 [" N* M a3=0.1; , u6 o0 f. {$ p w5 x1 L( C( H, i
b3=(1/ECHO).*log(9); $ F w; t) L2 B
P=a3*exp(b3*Echo);
( P5 z+ [1 {5 D9 A lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
. M5 F, c; W' C. v/ |8 Z+ O Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 " L2 W- ], G% X. s/ @3 U
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 4 L6 f2 y+ a4 g. b' ^
%寻找初始最优值 ( `4 k' x$ \( }/ j
T_Best=T0(1); " ]4 _ Y2 g# E b; G
for j=1:Ant
& V3 o' X; k" l2 \2 h if T0(j)%=T_Best 5 v( b# T/ u o j2 ?4 [
T_Best=T0(j);
; |) L% l; G" q3 h+ J4 x2 b BestIndex=j; $ _8 m5 b/ E2 z& \) A" H. Z( z( c
end; ; ]& d9 l- L: C3 D; G% ?
end; / v2 A1 A6 b2 a9 q6 T! @( ~
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 / k! l8 R f, I- p& ^% p" V; t
* H- t# d$ Q! e* l/ x
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 9 c9 L2 `% e+ U7 }& l3 O
if j_g~=BestIndex
8 k% ?: X$ R8 R) Z5 B r=T0(BestIndex)-T0(j_g); ( k7 K2 v" \5 c
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); / v/ h) k- l" V9 s% i
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
7 T$ x4 b; n7 M d! c0 j0 d if rand(1)<0.5
! s5 t) F# u5 ^7 I! v. Y% A& a temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
+ a- h d0 n$ e temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
7 w/ I- t: }' x* | else " }" D" I8 Q+ Y, q& L( E
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; $ e& K! Y! s3 a! W( Z, n
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
4 ~- J: d& K1 R, f* P end; 2 \4 }$ p6 O V* D( H) W; p
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 : s% h x# X, p% e
end;
8 }/ J% w( d$ m: E- ^; G X1_T=temp(1,1);
' n' Z& |3 X# H {: ~! \ X2_T=temp(1,2); 2 ]: H: X; ]& V
X1_B=X(BestIndex,1);
* p7 @( r+ S' q0 ~ X2_B=X(BestIndex,2);
t- L5 c: I# n) R( N" h9 j$ ` F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
) S0 I" U! \+ G( y) c5 D3 z F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
& W" w4 I$ Y2 r% Q0 ] if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
# U- k4 H: j: y+ {8 K ~ X(BestIndex,1)=temp(1,1); 3 C9 k n6 J4 j% L) `4 T! A, U, {" U
X(BestIndex,2)=temp(1,2); ; ]. p$ H* S# ^- m& k1 J- w- m. c
end;
5 d6 a6 n) r& K5 }' d! C end; + t8 s6 Y) e n% [
1 f# j$ ~/ w" r+ y" u% ^ for j_g_tr=1:Ant
% i( }3 {2 f6 Y/ k6 M. k6 _0 E if Prob(j_g_tr)<P0
" o$ t: t; e" O- C4 \* }% [( 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) 9 n8 ~/ h9 _ C' V2 m% L5 |
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) n& {4 O1 {% g i7 q
else 5 P. U! q% S. G2 ]1 R$ p( V6 t
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
7 c1 ^$ D- g/ n4 ~ X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
& m! l/ E" q. C1 S8 W, s' I end; / }8 r/ z* O' N ^# m4 M, Q
end; , a K/ c2 S4 c: S7 E# p2 |, r
1 h8 }$ k/ {9 d$ M }9 k %信息素更新 - b9 q' p% D% n- p3 M
1 _/ y# p9 e$ F) N8 h for t_t=1:Ant
( t |* J& \* q" d" l$ ?: [/ @ T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); 1 T9 t; j; _6 X0 I# a
end; , V/ N7 ~. ~' e8 z _1 Z
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
# m Z: A, ^- Q" C. M( o subplot(2,2,2);
; K: Y4 m% U8 ~ for i_draw1=1:Ant , J/ O& ]! _) q4 p
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') % k) T3 ~, t- v1 z/ [" ^
axis([0 2 1 3]);
: r/ Z1 S3 D3 J$ H' l4 x0 @ hold on; - \7 @5 w; U$ d0 v7 u/ _! G/ w% z
title('(b)');
e) z" b2 C6 g0 z$ t4 ~9 W xlabel('X1'); 8 l; h# s, Y8 p( D$ ?
ylabel('X2'); & B3 P- M+ Z1 i% e- n. Q
end;
8 X4 K+ d M3 O6 a# K1 o2 \! ~ grid on; ' g0 i \: d0 O! i, Q2 n2 V
end;
* d. W4 Y: b/ q6 t. Z* A! S% `8 L2 R. f+ h/ {
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 & L$ I- N. @: m1 b# m! h
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
4 H+ w2 s+ `' I1 v5 h& F4 J minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; : F# D2 `+ {' W2 @' k0 ?( _; x
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
3 @ }/ }" R. `' @ %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 " h( b# \2 ^% I. N8 H3 c; y- Y
if Echo== 2 9 O3 t/ P" V+ F i2 I. ^
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) 9 k' X7 w$ W. L$ ~
min_global(Echo)=min_local(Echo); 6 o7 |9 G. @+ |7 i; i" k/ e8 ^
else
: ^9 U: ]8 m7 p2 \) k min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
" n1 J+ P1 }2 d! p end;
8 P$ c" T# Q- n w1 i else , s0 I9 P& o! k8 c- p* N
min_global(Echo)=minvalue_iter;
$ _" r3 U' v* j9 j* v1 }9 p end; + M3 n) Q4 x; _8 m& f
end;%ECHO循环结束
5 ~) B$ h0 x; E# }$ W6 c
7 V1 y) ^, U: O: Q# M; B @, Lsubplot(2,2,3);
0 k. r8 [9 S# q9 t0 [; e for i_draw3=1:Ant
! w9 w. W: a2 k" z 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 G+ ^" p9 H' J6 a4 b* l axis([0 2 1 3]); 2 P/ M' F/ h. `2 `
hold on; h7 f: c) x) |) Z, H& k
title('(c)');
% g; L( K6 I- u, w7 Z6 n' o7 S xlabel('X1'); * c" D/ b. K* l* s7 a
ylabel('X2'); : m5 e1 n+ b! F: p3 r( q- }& @" S
end; 2 |* X! J% p8 }) q) K* R; h) {: L
grid on;
" ?2 @ e: n4 I' Gsubplot(2,2,4); 4 |$ o5 n/ d( y$ T
min_global=min_global'; + I3 n: D ~! z% C" W* F
index(:,1)=1:ECHO;
1 h8 X6 }6 d9 y3 n y% l S4 A, Nplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
1 C5 _. M' U" v2 r- J, fhold on;
. Y9 @: y5 h" G% [. v7 h4 }, D. w- Ititle('(d)'); * g- l, Q. b( b' q! Y. C; ]
xlabel('iteration'); ; w6 `8 s- O' ~, V' r7 L
ylabel('f(x)'); : k( @* G r5 ~' `/ r8 r. g+ K
grid on;
* s+ d3 R0 O) W[c_max,i_max]=max(T0);
o9 h+ n& i0 Cminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
) `; q: L1 ?; Z" f% I& tminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 # v2 k$ C' Y; g3 ?' W0 U6 v E2 s
runtime=toc
8 H: }! B7 Y4 |7 A9 ^4 rend |
|