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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
$ b0 U ^1 @8 f, a1 H%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
& J4 Z& o. j( o% Ant Colony System Code % + w3 e. {5 q. O
% Date 5/27/2006 %0 l$ ^; b( q0 f9 d V
% Theobald.Zou % % O& U0 H. R5 R7 Y* N
% Original Code % 3 x5 B8 g) a! `$ m1 p+ t5 T; v
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 5 Z/ e; C0 n- t F; m3 s/ Y
clf;) J# \: \5 T" t0 d3 E) N# G
for moni=1:100 + _) ]3 k0 F5 b$ r9 i) C' O
pause(0.1)
% g& O! y: a2 U+ P) y2 M- mclear;
' I+ ?3 C) m: R. btic; 6 L5 Q: h' e; x9 j/ M
%初始化各参数
0 o" ?2 V% O# F/ j6 [! d! LAnt=50;%蚂蚁规模 4 V" z, r! v) }8 L0 k# h+ b
ECHO=50;%迭代次数
- H1 D0 ^( T9 n& M%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
, M4 U9 Z/ @ A7 ustep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 3 D! b* h" c; X( l
temp=[0,0];
* X3 Y* h7 u3 S%各子区间长度
1 ]0 g3 E; i2 d/ T# ~2 gstart1=0; ; @6 n' y8 h. e. ]/ R. i6 x" ^
end1=2; & g% |4 B5 @7 N$ R d
start2=1; 9 J J4 b4 B- ~7 w% d% X
end2=3;
( S' k- S6 O! B6 w3 {Len1=(end1-start1)/Ant;
+ A Y# i- } \, q7 E) F% |$ C( {Len2=(end2-start2)/Ant;
% m4 |% D y4 q4 c: K%P = 0.2; 3 Z# c% Y9 N. Y+ X% E" k& _ R) h/ d
%初始化蚂蚁位置 1 Z( t" a/ }1 x4 z( D' {6 P$ K1 e) P2 G
subplot(2,2,1);
X* j; f! Z: k* E6 ^# |for i=1:Ant # w: ^7 L' i0 T: h% L1 o
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); ( w* @6 P7 f& k. G- M4 ]
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
% \7 q1 W& ]8 d6 KT0(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 * h' u- T0 f! l- w+ ~# x
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
. H! i8 P$ i6 x! Xhold on;
: }! B0 Y, `* a, gtitle('(a)'); 4 c" ?2 z1 k. h! n: N: M: [( m
xlabel('X1');
% E! t3 m% F- a" |1 Z8 Tylabel('X2');
' e5 A* x6 N! Ngrid on; $ H# v5 i, H3 P. h7 c3 j
end; : `8 }# r$ k; D& W# ^
%至此初始化完成 , \& v$ F4 w& E" }
1 q) H& v# Z% V1 N& w% }
for Echo=1:ECHO %开始寻优
2 c& N- X9 f; |# M3 h %P0函数定义,P0为全局转移选择因子
2 y# k2 y2 D# g5 {; V7 k& g a1=0.9; 1 r$ K# |1 ^' X0 ]
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); ) g' W" L4 B' _& `) @, i
f1=a1*exp(b1*Echo);
1 N& {- V) w% G$ |6 Q: D. r+ Y a2=0.225; + X7 r o8 |# A% C
b2=(1/ECHO)*2*log(2); 3 P q2 b& }# A# t; L. I- O- @* J
f2=a2*exp(b2*Echo);
" V: {' o, n4 a$ l8 s if Echo<=(ECHO/2)
, }8 _8 r% X; h; I P0=f1;
2 _& j. N8 O8 V. A& x; S N else
9 I7 j; x8 [# E/ k8 t0 K) x P0=f2;
@2 X, ~; N5 c" ?% b9 J! [0 M4 [ end; # L. @1 z& r! P
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
- H$ U3 Q4 J2 N* S) k4 c a3=0.1; 5 S8 w) b9 c$ q9 l4 c
b3=(1/ECHO).*log(9); ' D4 J3 C: z3 y( c' _
P=a3*exp(b3*Echo);
% `1 N8 l w6 B lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 ! X6 W# q' b& p: Q
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 4 p: n3 w: X" }% p+ k; @/ x1 W" @
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 , }( T& l' y: D/ t9 I
%寻找初始最优值 / J, |- ?' H8 S$ F% g! ?
T_Best=T0(1); ; v# Y- T( {3 A5 q: w a' T7 G' O
for j=1:Ant 8 }* t+ u; T# W% u( ^( R
if T0(j)%=T_Best
& I2 T S- D, M T_Best=T0(j);
+ q( I% q% d P! X/ u9 b' | BestIndex=j; . N4 l* D$ Z# u& S
end; / k1 m" | U* y
end; $ X; A9 \9 \7 _2 J+ J6 r
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
, F4 d/ _) e" Q+ ]$ {
4 n% Q$ u5 P. y* |' j! B 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 : L# K6 F4 |# F9 `# { |
if j_g~=BestIndex 1 ~. K+ Q" X6 B) n
r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
/ e2 j8 n' R& }& u) N# ? Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 1 B% m; w. M# D- G6 \
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 ( x4 Y8 n z' V6 v$ X: f4 Q0 o
if rand(1)<0.5
7 j7 T- K' q) c temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
- c- j! @ e. G2 @. j temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
; F# g. Z* ~0 e5 L+ v else ; o ?+ A, [& H, u! l" {7 F
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
$ `; C) s/ t/ M0 }$ ^5 c& s* Y; W; E temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
, q/ Y' o$ i3 N! h- @3 a' ^+ k1 N4 y end; / f$ b$ W1 }' |# H" w$ F+ q7 ?
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
1 @) k% t4 O3 l; T; O end; 5 x2 A. ]7 [+ u: z- F- c; Y
X1_T=temp(1,1); 3 ]1 D, h* N8 s5 |
X2_T=temp(1,2); , k& f7 i. r$ v$ j/ f1 {
X1_B=X(BestIndex,1);
+ m: t b/ c F+ ` X2_B=X(BestIndex,2); " x% f* ?" g9 G2 v7 S! o2 U
F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
& A4 |9 k, `, \4 o6 p) u F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
, R0 G) ^- ?* \& I! A if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 4 P! u" \: b2 y
X(BestIndex,1)=temp(1,1);
8 E3 ^$ j! c2 s5 R1 k X(BestIndex,2)=temp(1,2);
, o0 o% ?: M4 x) S1 V' { end;
4 W, c9 {; i% O' M7 N5 c5 k. e end;
. c0 c% q7 v* k3 ~, x& m; [$ e3 \1 ]+ u$ f( C8 t
for j_g_tr=1:Ant % j C6 J4 \. V. E$ Q2 K
if Prob(j_g_tr)<P0 5 k7 E0 \6 S- z$ Z
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
" e' O& e0 Y$ g% B+ u" l X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) 0 }4 S X$ M) t, N
else 2 q; ]5 s n7 J1 N" V" z" u: `
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
e+ ^2 @! I' [& y/ U+ s X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
+ _4 Z+ z! z' f* n; @ end; * F" i/ f9 \3 D/ r& o
end; ! c* [5 q$ c5 i- r( L \
# y$ V# I6 {* U- L %信息素更新
, H6 T3 D3 ~2 F5 W# ?4 [4 n! R$ a* U, w$ k6 @/ M% d
for t_t=1:Ant
9 F6 X) G4 l% w% F2 ? T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); 9 O8 F, p% W+ E/ u) e- c
end;
, J/ z0 }( b1 B8 G" q9 j 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 ) H+ @* ~9 R1 e6 ?! F* y" p
subplot(2,2,2);
3 w6 h, l( L" b! y) \. i for i_draw1=1:Ant 6 L2 F4 F" I8 y1 z8 j
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
2 j" B. n1 O6 _ axis([0 2 1 3]); . Y# o# L- C0 l/ s& q+ l
hold on;
" T* T) c: }% G' |. M1 x) o title('(b)');
- _) ]" r5 @' F. q! g* m- M" c xlabel('X1'); 5 g* {: k& h5 H" q, y. U
ylabel('X2');
& V" U% x2 f) E# C end; + O+ }' a& L8 U, v3 p/ W; q
grid on; 5 y; m8 Z6 W! w* I4 u
end; 9 A3 z H2 }* P9 [7 \! h4 A( z
6 N, R0 a2 z- [7 e6 c, J [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 8 R) c) W: J* m0 X! ]& h
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; . a7 ?. l* _0 N' F$ R" w+ w; H9 q% @ c9 m2 K
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
/ c) c8 F) @2 C$ @$ j min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
7 o2 b7 f7 ~2 C" J %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
0 z' l" \, F" h2 }# } if Echo== 2 ! L+ K" v7 |- \) p R2 C, L
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
+ {& {0 B, E3 e! J min_global(Echo)=min_local(Echo); t8 M; e' V( L
else
' i) @+ N: [9 ]$ D min_global(Echo)=min_global(Echo-1); |: P) O- O9 U5 k% b2 H
end; 0 n4 R# y& r& ?
else
/ Q v3 r) k2 y, F min_global(Echo)=minvalue_iter;
* {+ t% |7 f9 p/ b5 Q+ l" W# y end;
1 N, _6 n" r# A% aend;%ECHO循环结束 " q% ]; A ?) k; q% s( A; A
2 W1 g8 i G6 k% v* L' L2 {
subplot(2,2,3);
5 l7 I2 [( [* T7 j for i_draw3=1:Ant
* A4 t. o3 X, G1 D- J$ Q* f1 `! d 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 n" H: g9 A. c! _1 Q3 o
axis([0 2 1 3]);
* l& j3 J2 r( q* M4 n hold on;
1 o% r+ ^8 X6 a, j- L( { title('(c)');
( }! y/ y5 z# O0 O9 u9 Z' ^ xlabel('X1');
9 V* @' H" ]9 R- a/ X* }+ p, ` F ylabel('X2'); $ z, n2 i3 R( \, H# s* x3 O
end; 4 P9 b5 p% }7 w f% w: ^/ J
grid on;
3 @$ t: q9 j4 ^2 Jsubplot(2,2,4);
5 U; H0 `8 T- l" x- qmin_global=min_global';
7 k8 `% \7 x8 k. e1 `) gindex(:,1)=1:ECHO; 2 Q6 h% u+ L( H1 v3 |5 o o* Q
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
; O& h$ K+ G( L# vhold on; - T2 F& B+ G1 e3 g! a
title('(d)');
: O/ I; V5 p& H7 w1 V1 f, `xlabel('iteration'); + v$ ?' |" K4 o+ }: A2 A# p
ylabel('f(x)'); ) V* j+ B' B+ o) O1 z
grid on; ) Y! `) X2 }. x
[c_max,i_max]=max(T0);
8 f) [7 c1 \% ]9 z4 ~" L! Dminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
7 E; ]; l4 J1 E* v+ w3 aminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 / C. b% _! _/ F" e5 l
runtime=toc u2 }( v/ J# @: I0 l* Q5 A3 N
end |
|