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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 yiqun5 t1 g9 T4 u1 d# J# b4 ]1 X
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
6 g" R+ K1 f5 {! b- X. g1 l2 D* C/ g% Ant Colony System Code %
/ ^; ^! x' b5 f" M# n s: E% Date 5/27/2006 %
( a/ P$ b- l9 `$ I% Theobald.Zou % - \% p$ y+ W5 _' j; M$ W1 z( ?
% Original Code %
1 H: E" a& V2 g3 S4 g3 S S0 D%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 0 r+ u9 c8 r! R3 B% s. n
clf;0 ~' W! f4 j% L- F7 o- e
for moni=1:100 2 y2 v1 l7 P2 t/ G7 ` X
pause(0.1)/ [' v7 }, y4 k0 a5 }: N, q
clear;" F' R' \& p, R) ^+ F
tic;
/ e6 K5 _* B( F4 e, ^* U7 Z9 s%初始化各参数 * R i! C- I6 A. M- f. Z0 y2 r
Ant=50;%蚂蚁规模 # N) p+ }+ C" G% F9 z
ECHO=50;%迭代次数 * C3 k# x0 Z( M- j' l0 Q+ z5 |
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 3 @# h d) R8 w& T
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 X' A7 W2 \, ?$ ?, }: E5 r/ X
temp=[0,0]; % T( }# `! g' |2 j+ j
%各子区间长度 / k; G7 {5 ~) O. R! f2 |; q K8 g
start1=0; + D2 Y8 V0 f$ H# K" N' g
end1=2;
, s9 R# F/ L3 D# O8 R1 _" [! ystart2=1; + p1 S5 i, K: f# ?# D7 q
end2=3; * t5 A! H4 T4 x
Len1=(end1-start1)/Ant;
; P3 M, k7 i+ D, {! gLen2=(end2-start2)/Ant; $ o$ S8 `8 ]. H3 T6 d' } ]% t
%P = 0.2; # k/ X! a m$ M+ F: e
%初始化蚂蚁位置 ! _, y% Z1 A; w3 C5 Q1 e% z
subplot(2,2,1);
$ M# F8 P% ]5 s2 @: T7 Z: z1 J* v# o% Q0 yfor i=1:Ant
: i" K1 |- s6 W3 b, [* o+ B- _X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
3 I3 b5 a. {% q9 h- O. GX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
9 z a, e1 `! s9 R- C, R* A0 m. {6 iT0(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 ; S7 h& c0 }# Q; n) c: o% }! p8 \, ?
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
% U1 |9 K; N; \1 m4 uhold on; ) h k+ F# Z9 U+ D/ L9 O/ T
title('(a)'); : f E- W' B3 B$ }+ l2 z; N
xlabel('X1');
7 ]2 R# W; ~0 @. hylabel('X2');
8 |/ @3 r. z7 n$ U1 `& igrid on;
$ A1 E- {: ^# f1 b3 b- A P3 Send; , B u7 @7 y4 A8 p
%至此初始化完成 ( M; a5 t% ^$ k' x% O/ z& B
" J2 b9 n8 x- Y
for Echo=1:ECHO %开始寻优 1 _9 p8 F9 }6 s
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子
' h/ Y/ T0 |1 K$ s# b; ~) ^% W a1=0.9;
; M1 n' }4 E4 w3 o$ W+ R$ r b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); & b/ d0 \! n) l, K; w: W
f1=a1*exp(b1*Echo); * ^( ?/ A8 k9 V2 i5 Q
a2=0.225; + Y5 [0 j8 z4 E/ _
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
7 j2 i+ _ W$ |* w/ Q: o f2=a2*exp(b2*Echo); 0 {$ o3 [# A8 D" K% E: ~4 t
if Echo<=(ECHO/2)
) |& F8 s6 e; P P0=f1; , v" e' {% Z, w
else ; y( Z; H7 o% ?8 \* a5 s# m# a
P0=f2; . Y( ?* }$ b- T$ [: U
end;
& |- P" u0 a3 e %P函数定义,P为信息素蒸发系数
" H, q _4 e$ ?( c: D @0 m- O a3=0.1; 7 G9 G: K$ {$ T. f
b3=(1/ECHO).*log(9);
- l/ V1 S) B' f7 o! e9 v/ I! K P=a3*exp(b3*Echo);
2 @) s% R) \" n# {7 h- Q/ D- ^2 t lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 1 I9 M7 d1 q/ {- @, c3 c0 }
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 ( X2 k8 h5 \4 J/ I0 M8 X; t
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
! W9 D+ c# w2 ] %寻找初始最优值 7 _% J3 {0 Z+ U
T_Best=T0(1); * Y/ ~- E6 @& J# O- q- u. n
for j=1:Ant
* ~+ b- m, H$ z% Z/ U if T0(j)%=T_Best
2 j3 ?1 _4 X8 K9 X T_Best=T0(j); ( b% B1 H: |- e" s' v" C5 w
BestIndex=j;
4 N; b3 B8 h9 r. h/ K$ J7 i end; 1 w' d; f/ Q2 S% D7 l
end; # N3 K* f+ d# C) u9 C& }
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
$ |0 v7 }% y8 F) e- l4 {
0 A% z2 m! N `# 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
: u6 H/ p# J+ }/ G if j_g~=BestIndex ; [$ J0 {+ z: T" e" K! ~* y
r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
. @( i! ?) E% S/ n- e% t$ y Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
* S* g! ?) G A" l( { else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
M/ V$ g- H6 ~/ r' A if rand(1)<0.5 & s* m5 ^% P6 b9 ^% Z, j( u$ M
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; 8 C o/ P/ K r }0 k
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
; P, u" y, \" z. @, F! ] else
/ H' a( k1 y8 G$ ~ temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
0 M# @! l( h+ M$ R0 X! b temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
: s% l' ], b9 h end;
6 P, K8 O1 Y" [8 Q. p; U, I9 ? Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 7 X0 t+ j$ l$ ?. \' `7 \0 _+ I V
end; . k/ |8 O2 } Q( {* ]8 l/ R
X1_T=temp(1,1);
2 X) q( A4 o0 w3 t. b- y& l X2_T=temp(1,2);
, j+ @: ~2 r. ^% V X1_B=X(BestIndex,1);
- r$ Z: [& Y: C' A X2_B=X(BestIndex,2);
8 l4 j7 T' {% G& k! s& i F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; & E) ?7 g$ Q/ b9 r' R. v T
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; 2 B0 w/ q% Q q. ^7 k
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) + u$ p$ f' n- P1 q: T
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
; ?( S+ n4 E. f X(BestIndex,2)=temp(1,2);
3 P" T% f. \- S( e* d end;
5 O5 s1 d: c# |2 b) ` end;
2 q$ q3 n$ k: U) i+ z2 z
. M: o& n; T, A/ _9 g for j_g_tr=1:Ant
: \* | [5 t$ Y; n+ o/ G4 C/ M& K7 F( r if Prob(j_g_tr)<P0 - R9 a: ^' \3 k6 `4 g! m4 A5 v
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) / t! N G, E/ s: b$ j
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
) c% R6 {% k% E# ` else
: Z! O& B7 N: w; L X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 3 n7 O" D1 K5 c
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 + N" h3 y7 w! V- V, T0 J1 X
end;
7 i; [! S7 D4 e, ]: V4 Q end; - ~9 [2 [" y7 v' _& I3 w! z
8 { D8 h0 V' T& S# i' t* j" e %信息素更新
* c# i4 t' ] p, e3 f# l5 a9 z) Q3 _$ u* P7 C4 x0 H
for t_t=1:Ant
' X+ C' H# U% K+ \1 f/ F. ^ T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); ) Q" c2 e8 u/ e7 D9 L, @
end;
+ X' l! k/ P4 t 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
3 w' x+ N2 X# m. _ subplot(2,2,2);
* r5 u$ m, K" d& z2 O for i_draw1=1:Ant
0 h5 C, Y" Z$ } plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') : x3 J- {9 Z6 D3 H( g) V
axis([0 2 1 3]); $ ^/ e" |- s; o" \2 i$ J
hold on;
( U$ T/ X0 [! G" y% e! l( b title('(b)');
- u2 ^0 }0 I0 x, A4 y& a5 C8 D xlabel('X1'); $ C# O1 J6 U; |$ C: c
ylabel('X2'); ) q' L. r( d: V: H, V0 K+ `
end; : \' A6 i; ~* N }: O# t0 ~
grid on; : e$ M6 r. F# g7 c" Q. u3 [
end; % t/ x$ j/ q, _% `- Z o
6 U7 R1 ?/ Z! p [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 # |, H7 n+ e, `& o& U8 H+ C
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; V7 l( ?4 W- Z4 C: S( X$ |/ t/ a
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
. u6 D# U, C1 ^5 [, K min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解 5 V9 M1 n$ I8 `" e
%将每代全局最优解存到min_global矩阵中
% L6 }7 p; O- X/ M7 O if Echo== 2 . p- u. n8 ]' B/ K
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
2 ~' b1 W" N, C. U& l0 A" O min_global(Echo)=min_local(Echo); " I/ ?% m! @( Y9 v
else 8 k" d0 M- S6 x' O
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); 6 [. i" d; a3 N0 y' f& j
end; % F, v9 T6 ^7 A. U5 @
else ( Q0 R0 F* f- u/ e
min_global(Echo)=minvalue_iter; # n. f& {: O- n' x3 ]
end;
; c8 e {8 X: f6 oend;%ECHO循环结束 7 I% U9 M0 t& L
7 e2 C* ~/ }5 e* p: {' W
subplot(2,2,3); ; ?( U" D; ]6 H
for i_draw3=1:Ant : [) d5 ?# @6 z! m6 U2 Y% v. y
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
6 [) B7 z( j- E3 T8 X axis([0 2 1 3]);
. }: _" C6 X9 w- L) k9 J hold on;
: j4 i) D5 s6 ~- D4 T. T title('(c)'); ; h8 |: p. R Y$ d2 r, ]
xlabel('X1');
( s% t' \* |8 k ^0 l4 W ylabel('X2'); z: V. J1 m ]( H' i4 v$ h/ m
end;
6 `0 S K6 R/ V2 X8 `$ Q6 R, D& dgrid on; / @0 @2 S$ L0 a
subplot(2,2,4);
& k' [4 M& }1 p. x- jmin_global=min_global';
# f0 l" t4 H; R9 t" z0 rindex(:,1)=1:ECHO;
: J) J4 _% O" r5 ^6 a; ^plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
& r4 p# k& \$ H8 ^9 z; g/ ^hold on;
; C- d# J3 G4 L% {0 g1 Ltitle('(d)'); " C# @* O3 Y9 ~) R. D; O
xlabel('iteration'); 7 n! Z4 o4 S0 s' r) V
ylabel('f(x)');
& b4 r( s: j4 D0 Z! ~grid on;
6 s* ~6 I0 e+ V[c_max,i_max]=max(T0);
0 O. ^4 W$ g4 s7 sminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)] 7 C5 _( R7 r9 N$ y5 N
minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
, P: U+ \9 ~3 sruntime=toc
5 p7 {) `; s5 L3 v% F4 mend |
|