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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) ^8 F0 G! ~2 R3 X1 ^; C3 g& V; r
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 8 n8 Q. D8 G" Q" a
% Ant Colony System Code %
- s0 a5 {: _4 \4 l) a" D4 E+ m6 U+ a% Date 5/27/2006 %& b$ I8 T( q" i1 ^6 s: a8 H
% Theobald.Zou %
" U2 ~$ T$ ^) X4 [" Y5 Z% F. u' G% Original Code %
5 Y) i! s# I9 e& q6 C$ C6 Y%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
& V! `$ B$ `6 i+ `clf;# y( U! G* J R/ X! p3 U3 Z& u
for moni=1:100 6 j; B5 }2 C. x' d
pause(0.1)1 O _1 X9 z8 F1 t5 {7 c) L0 N v
clear;
: p4 F+ B3 M* d" j# ^tic;
" s# v( l s. x/ j% F o%初始化各参数 ; _" C- y) ^7 F8 O- Q
Ant=50;%蚂蚁规模
/ {0 {: z2 w9 h d. A/ q m6 n' LECHO=50;%迭代次数 + Z7 g% |& C/ s% j) T* j
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 0 i1 _* v5 `8 X/ z+ x+ \
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
" t; r4 `6 o _ L# J Z2 ptemp=[0,0]; $ G, T4 i3 N5 t7 F8 L* \" z
%各子区间长度 4 D& u' t6 R- o& {) `
start1=0; 4 k! V/ v( _8 v' D
end1=2;
^; k! k! k K9 Q1 tstart2=1; & @' w9 G2 Y# I* r
end2=3;
) Y4 A8 k1 r! q. U6 q! KLen1=(end1-start1)/Ant;
% L/ c7 j7 t5 `7 aLen2=(end2-start2)/Ant;
# @2 v6 m0 I, l3 c$ d+ m%P = 0.2; . W- G0 [7 _, q0 ^
%初始化蚂蚁位置 + Z4 V0 V" w% P* T3 N5 @; d# \
subplot(2,2,1);
1 k0 \6 E% H8 ifor i=1:Ant 4 P% y7 H- ^; |2 x" x
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
; Y( H$ F q! H3 FX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); 2 O6 D* k4 k) ?/ n3 R* u9 Q7 ]
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
! Z7 U! ~5 B8 ~! ~, Wplot(X(i,1),X(i,2),'k.')
0 E( O! R; J* Y; h2 vhold on;
9 p# @* N2 G, A5 Mtitle('(a)'); ( j0 T c) O/ J- j$ t: W( @
xlabel('X1'); * [1 |* ?/ U4 y& m$ U' R
ylabel('X2');
- i& Z# V- Z0 [grid on;
; @% C, E# C" S5 J" S0 f0 }8 Tend;
+ E3 Q6 m& Z9 t1 c- w, {$ F%至此初始化完成
5 y1 g k7 M3 ?4 m! u8 {9 k1 \0 W# O/ D% L
for Echo=1:ECHO %开始寻优
1 e/ r' k. Z: k$ y' G/ z %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 z' I1 B; W: h7 k
a1=0.9;
: k; p8 k' ^* d# { b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
% B. _$ k( x a) G2 l f1=a1*exp(b1*Echo);
6 L0 a4 e. U. p. J/ x- R; M a2=0.225;
* h( P b- C" o3 f1 Q0 A b2=(1/ECHO)*2*log(2);
6 F) H1 o* U' X1 P f2=a2*exp(b2*Echo); ! I. J4 @+ b" j. }3 P& S
if Echo<=(ECHO/2) 8 A- \/ j1 y- z; n) K7 V
P0=f1; / o5 X F3 X7 `' s8 j2 w
else
) J. }* q# [2 H1 H P0=f2;
# q1 [$ w3 p* V. R! v9 I end;
) a6 \8 D6 e& ~5 f( W* A %P函数定义,P为信息素蒸发系数
8 P2 c4 b; h9 H3 ] a3=0.1;
2 p1 b8 l: G# b1 c K6 q; v b3=(1/ECHO).*log(9);
! O5 m- g% N! H* b; K2 o/ k# D P=a3*exp(b3*Echo);
?& W0 M8 A2 _! r2 w lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
& K$ R! e! `& Z; }: I* c3 a, p Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
- I7 [ a' D b9 }& r, Q Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
$ ?9 J6 x6 w7 e %寻找初始最优值
" P8 z# [. ~% v: T& } T_Best=T0(1);
0 N% o) q" T5 j$ I: } for j=1:Ant
: {) ^8 U7 l5 U; S if T0(j)%=T_Best
) E$ b) |/ p7 [0 x$ ?6 b T_Best=T0(j); . `9 K! Q4 I% X. N2 a' L
BestIndex=j;
9 O+ L; x/ ]( \" M. ]! ~: C end;
( D1 s/ ?. F: x( g7 h end; 4 r& m+ c+ O3 h, r0 F& a
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
4 \& e: ^ r; {% K; h3 X * Q7 T" \1 p& { _* R9 h' \
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
) u) J" g" A# E0 Y if j_g~=BestIndex
4 g) i* t9 q& T; m. Z! p+ Z r=T0(BestIndex)-T0(j_g); ( I% n* ]. S; O: Z6 f. M
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
# U5 J, j; K. ]! ` else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 8 j7 P" M( v, [* Q5 Y( ? N0 W
if rand(1)<0.5
; f) O( h3 p, L% d( j% t8 e temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; 3 b8 G2 s* @, d
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; 6 a: @7 H( F, ^
else 2 ?4 h- Z7 a4 k* Y
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; # u2 { B9 ]/ E" M9 t5 K
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
# {. G; x0 c+ O5 B. T end; - w0 L4 R9 {- K' G6 i
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
, x; @/ A" i7 O9 @) i$ l' Z end;
( t$ B @' \" h# o% a4 E9 o X1_T=temp(1,1); B0 n8 P4 Q( F9 h |8 G' o/ p' N
X2_T=temp(1,2);
0 K& p& |( o, O3 e) e X1_B=X(BestIndex,1);
3 ]0 H/ I9 P: f$ R5 M, Z X2_B=X(BestIndex,2);
2 b; f. Q5 T: s8 z! g9 h F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
s% y( D3 l& Q1 h" ] F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
/ j; B! i9 P3 u: b# G3 g if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) + ^, f g( g; i) `1 {; N( O
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
) v9 g8 A- ~0 c+ i! w X(BestIndex,2)=temp(1,2); 2 O) C: t. J* p4 [; P
end;
( D) E. x: q$ K$ B0 S end;
; Y6 X: d$ x. N5 m1 s8 f+ Q8 ?# h9 o# i% }/ O( S7 c
for j_g_tr=1:Ant
2 r; |. A1 V3 J. T4 S# L if Prob(j_g_tr)<P0 # g8 \3 B- `) A/ Y
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
/ p- m' L* D5 a# _/ Q7 E% c X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
* K) v) C9 K" v+ w8 R else ; b; y% t/ d9 I( f0 a) o" v' X1 X
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 ) _8 K0 Q3 G1 P, K
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
. \( N. d3 s9 Q end; 2 J9 g0 k# i9 E
end;
9 W7 G2 x" V" y# I X) x
$ k: j4 H: B/ t: [$ D, l% s' t %信息素更新 ( ?5 w5 [- S' G2 }% O( r
5 v6 C9 x) M+ q) A for t_t=1:Ant
) P9 W4 Z6 b5 C! Y T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
4 y; s# F4 f3 ^! b' b b8 b end;
/ P4 _$ l+ ~0 I1 `0 ]1 y 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 % a) `; V8 u# n8 J
subplot(2,2,2);
4 }9 N/ G! J |: B- S for i_draw1=1:Ant
# |, m, J0 m( w9 M! {4 a, Q plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') $ Q/ K3 q1 q. S5 z2 ]7 t, r7 x
axis([0 2 1 3]); 3 Y+ x9 [7 e. V
hold on; 8 r+ @ Q$ c( w# l& N" l$ ?
title('(b)'); ( \4 {1 j) c. p- \% \" L$ C$ o
xlabel('X1'); / B) ? G9 o$ n9 u5 \7 E
ylabel('X2'); R- V8 `9 D9 \+ g2 F4 W# }
end;
# j- p8 k; j. O- q) s% l grid on;
; v) U3 X. X) t: p0 ?# F+ o end; " l5 q- z7 T8 ^" X; k0 Y X
$ }$ Y9 G3 r- N$ \! A# G# ~ [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 3 ?+ a% w- j+ G* J) {* X
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; , d1 K- X1 b! k1 M1 T
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; / b$ M6 k5 l$ I
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
& a# Z0 s; ?' o) m( G5 r) p$ U %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
. l; P q, D- D" o& j `. u8 O if Echo== 2
$ U+ q! }1 z# y2 e* i( f3 X- ?4 c if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) # E' J& D" l9 \$ R
min_global(Echo)=min_local(Echo); ' R! T# d; q/ i' H, o
else
& U; U) I, _1 j0 j' p min_global(Echo)=min_global(Echo-1); ( B! ]& i( m) H+ x. i
end; 5 ]3 R# X0 J# O' m7 c
else " T# X z. x' w, a
min_global(Echo)=minvalue_iter; 5 }7 B0 ~$ h# \ x% W3 o# {
end; : u+ `1 x( d1 m. E) r
end;%ECHO循环结束 3 D- e" k3 r3 G4 _ Z* \' C W
, k) }% U1 r+ z/ F$ l" bsubplot(2,2,3); " f! C( s/ P7 i# F: @: P2 R5 G
for i_draw3=1:Ant
8 h2 c; }0 V" Y* N0 k2 n 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
; d0 o0 _" @0 E& z- e% o- u& v axis([0 2 1 3]);
( h; \. \+ x T5 D hold on; 9 k" Y: A6 P8 q* l# X
title('(c)');
J5 }! m; A* h: [( X: X xlabel('X1'); / ]2 x% z+ q# k2 M7 o$ Z" s# Y1 a
ylabel('X2'); 7 H. p7 l1 H. O
end;
! `8 |- ]1 R( N. v% d' h- ugrid on; 2 q, o7 R! ^7 @4 C: @- l- d! L
subplot(2,2,4); ! V( P$ S2 X$ u- L4 g
min_global=min_global';
* E) v9 _$ f8 ^3 findex(:,1)=1:ECHO;
3 Z3 }& z y; h/ t1 p6 [8 m4 a8 _plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') % v, D+ [) }3 h5 L
hold on;
" h4 |6 n* G; q4 h/ L3 ttitle('(d)');
* k# A) t1 t: Pxlabel('iteration'); ; [. a8 P( M4 e7 U' _% e
ylabel('f(x)'); ) r) [$ X0 z7 W6 p5 k @
grid on;
6 A1 M0 u$ _& H6 O0 s) a1 b[c_max,i_max]=max(T0);
1 i8 c8 I: G* ]. O4 C' B1 i: qminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
" a7 `" t) }# \2 G$ S5 i8 bminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
0 Z6 n+ l! B( c0 i% {+ Sruntime=toc
6 h7 E) r9 R6 R4 L' l2 @end |
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