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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 yiqun0 I5 k" Z& Y) H8 X8 y& r3 k- l
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + C9 N0 ^" r) j$ O4 C* O; |! b8 I
% Ant Colony System Code %
! y# B2 _5 C; F2 c6 q2 w( |2 K% Date 5/27/2006 %
' W4 @; F5 {$ d! X% Theobald.Zou %
]5 x1 h) N4 ^5 v% Original Code %
: O6 ]0 t5 \# n% x# i3 s%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% x, a: K. Z8 v; D5 ?- v0 Jclf;
. z/ X3 _4 Z8 `1 j0 \$ y r+ N( ]for moni=1:100 3 m4 N% Z. v+ L, C
pause(0.1)
: [$ n% M- P0 k* i% y1 Rclear;
: ~2 w% c# j# |; G3 V) _" etic;
2 v$ t e7 }/ @- f" u%初始化各参数 ?7 e! J+ \6 L! C8 F4 j: Q
Ant=50;%蚂蚁规模 6 `" Q P; T2 R; ^
ECHO=50;%迭代次数 * ^ b0 P, W: C3 [$ ]
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
3 l" C3 ~" K- G$ f& J- Astep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
! N/ T; U& S1 a Wtemp=[0,0];
- g3 { Q8 X2 v" _. r%各子区间长度
% G; T; @7 W P& _6 Rstart1=0; ( t7 W6 S- }0 B3 [( i
end1=2;
% L3 h) D1 R6 u# C+ E) \) mstart2=1;
0 e. M. I* j: U# x, K- A4 M) X Aend2=3;
. X" V' {1 _0 c% D9 ELen1=(end1-start1)/Ant; ) \. D+ [) a7 h- W: o" c! ]
Len2=(end2-start2)/Ant;
6 {, Q& h* h/ L, |" \%P = 0.2;
! Q! e) C9 v" H- ]$ d%初始化蚂蚁位置
4 _6 d3 g g6 {# Y& I- Wsubplot(2,2,1);
! T! Q: D. G- l6 I( hfor i=1:Ant ! ^& f# O6 `6 y9 G. u; [! W
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); $ z0 ^& M$ K4 ^+ B2 S5 c
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
m- ^7 p+ d# z5 O% \& k& r: 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 " E6 [' c I8 g$ T' ~& S
plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
k( t3 G: }. ihold on;
6 a3 `, @6 V1 s' z* I- T. r1 w, @4 p# b1 Xtitle('(a)'); . [, R5 r! l% R$ y% y, }2 |- ?
xlabel('X1');
9 s$ n7 y- _/ `; g; `ylabel('X2'); 6 j- G. r1 Z h7 Q6 }
grid on; 3 B& |0 L( D) }
end; . _6 g }5 M6 A6 D7 s
%至此初始化完成
* v. n" m9 f [& Y! W- w" k/ Z
y/ T; y+ C* ]( @! i6 g- Rfor Echo=1:ECHO %开始寻优
9 A( w5 N8 s# L, p %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 5 V0 h4 u( ^3 E" y- \, g
a1=0.9;
3 s+ e6 f2 g( u8 s6 ? b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
6 G- P( s+ o4 c% W1 I f1=a1*exp(b1*Echo);
" C8 @2 P5 E# W, K a2=0.225; 7 h1 A3 J* f8 T: P: V+ R
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
$ q$ T" P0 X: d+ v: I9 x f2=a2*exp(b2*Echo); . ]% k; u6 k$ q8 ?2 I$ p* P
if Echo<=(ECHO/2)
+ a( t M# W9 S1 Q0 S P0=f1;
6 n6 \! V) k% F3 f else
' K: M* S: i* l0 B0 { P0=f2; & M: n) L, _- b4 v- p
end; 7 C0 A4 o7 e3 m0 V) `1 [
%P函数定义,P为信息素蒸发系数 4 G. k: C) `$ w; l0 J% E0 f
a3=0.1;
# \2 ~( |1 d! e2 \- r, d; o% m b3=(1/ECHO).*log(9);
+ ^5 y* F* { P! ` P=a3*exp(b3*Echo);
1 k; F, j: t/ H; ~- h' n lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
% a6 D. j0 l* C, r4 S6 o1 ? Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 . s. g4 t l6 g# y
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
$ ~) z' r$ ?9 z %寻找初始最优值
7 {, G" s# s3 F; ?4 z8 q T_Best=T0(1); ( U: v8 V3 m) q" V
for j=1:Ant % s k [0 I" V: D& X
if T0(j)%=T_Best - }2 J7 ]. X S8 u6 |+ H
T_Best=T0(j); 1 j0 t" _2 S8 w% p
BestIndex=j; 2 M# z( a2 b7 r" z: H9 r1 d
end;
- F* o3 G, ~# Z$ m end; 6 g% Q7 Z& _' Q
W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数
" N. B* |+ Z6 _* }) P - f m+ {& o- j4 A+ M8 E; n5 f
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 ) T0 K; z: L/ N, h; F6 ~) Y' Q
if j_g~=BestIndex
3 c' j! r% [9 O0 v& F) K6 B) w% ^0 [ r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 4 D; M* |% A: \* Y( m1 L
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 2 p! J: a: L. {- N7 @
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
; i2 R- N1 u: d8 \1 O if rand(1)<0.5
5 e* n3 J! T; |6 d/ J# p temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; 4 i$ h5 T5 F7 ^) n- C. K5 V
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step; - {$ `0 a# D+ L9 K
else
0 c/ e d4 K. u- ^( ? temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
$ E3 j4 X1 T \0 { temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
- o# f3 p" d5 V end; 4 q+ h/ Y- s, H% F
Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
) x. g, B" |; p; m3 B3 C- G5 D6 ?* _: \2 ` end;
" s) O9 Q; F: H5 Z8 z, K X1_T=temp(1,1);
G# X. S* `$ M+ H+ V' J- o) A X2_T=temp(1,2);
, q+ Z; X+ K& Q: }; l( T+ T X1_B=X(BestIndex,1);
' g6 p, D! g' R* B' b _6 c: ] X2_B=X(BestIndex,2);
2 V/ ~6 R# G o: T6 |, } F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; , e, H" Z- l' ]9 P
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
; z% l1 g- I, U if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) ! W' R i' U" w
X(BestIndex,1)=temp(1,1); 8 j9 y& g% x) `& i7 O3 c: V, y8 n
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
+ i2 B4 J* N& v6 T end; 2 Y+ ]8 L f1 _+ R
end;
* v* l0 t& M8 O
0 \) P( I' N5 j4 d! P for j_g_tr=1:Ant : l& i0 h# i, s9 k. g, M
if Prob(j_g_tr)<P0
1 f4 C& W/ s' b. b" G X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) ( J+ W; O4 c: E* F
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
6 W1 |2 t) l E; ?3 Q4 d; O+ f/ i! Y else 7 R! ~% f' R1 g2 t/ G$ s# @
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
5 n3 }" l; q: R7 R X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 ' n/ T( U4 p5 q
end;
' R- J+ Y3 Z+ U1 O) g end; 6 T; d, o/ ]7 f' e# A' j3 q
! U8 ~5 I. w7 z. b) F! @ %信息素更新 / c. u6 u! F: I
3 ^ i4 w ]* C. R+ s" u for t_t=1:Ant 3 @6 X. r2 y6 x$ d
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); " m. ?5 ^3 d( y5 f! X
end; / ~+ W1 d3 Q& E8 O8 v, d- L
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
: ~! W' ?+ \- |7 ]+ M" G subplot(2,2,2); , E% Y: [" o, L& p9 Q; B" Q
for i_draw1=1:Ant
5 \# L3 \ N1 H/ H( E) o9 l$ s# X plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') # J! J. E! n5 V% i, ~3 A
axis([0 2 1 3]); / b8 J2 R+ B( G+ z1 |
hold on; & n0 M9 C- A: a2 K. v l
title('(b)');
5 Y- F7 w4 K5 t xlabel('X1');
. n, N9 `0 P# a ylabel('X2'); 9 Y% {4 T- C: R) L7 m' F4 q& w
end; " j$ p) T2 B5 \
grid on;
2 D S$ P+ j! K% r& Q6 d/ W end; 2 P% R4 ^$ [8 m5 ?* b. D) v
, {) l- G' P& Q' n [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 ( @9 e' M0 N8 C6 T
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
1 v7 e+ r8 `4 t7 _9 D minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
4 U1 C- U* Y: N( \& B, X k& z- a min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
$ J: [8 A$ r9 T X# o: O% Y- `9 t) j %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
) r* |4 Y( a& E+ y+ B if Echo== 2
Y. a; x8 e4 n" g if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) + c* ]; x0 {# n* ^3 L! @6 v$ x: R8 q
min_global(Echo)=min_local(Echo); $ i' |/ B- I) ~+ z5 _7 G
else " h$ X, I& |9 j3 m# A* O @
min_global(Echo)=min_global(Echo-1); ) u4 }. Z4 L; w' Y! {
end; 7 v' }% j/ c# L+ j$ [. `# a n
else
5 l* y+ d. l! I min_global(Echo)=minvalue_iter; ! s) ^$ R0 D/ F$ o
end;
9 m4 X4 J5 R, V! H. Lend;%ECHO循环结束 ; ], X& h9 ~, E+ t: L7 N) s( k& ?$ K
, q% X0 L: s! Q0 f% j6 B
subplot(2,2,3); : k: f3 H1 l7 ~$ S5 u* x
for i_draw3=1:Ant
! D Z: o5 c6 i/ p" T ^# _0 V) l 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 ( H3 Y; ?3 e; S8 K0 b
axis([0 2 1 3]);
' c, ~- O$ Y& T! ~ hold on;
# J. T- W3 `+ ^* K1 @ title('(c)'); 2 I! y6 L3 Z* [/ t
xlabel('X1'); % v( Q& ?. y) a' w( T
ylabel('X2');
; }, u: v+ d ~ end;
3 `% c% J" `$ W ?9 `grid on; + B* p' \4 B6 g0 W
subplot(2,2,4); $ ^# o* ]; I. Z0 P. o5 U; z3 ^
min_global=min_global'; ! g/ g7 t6 t2 Y; G- N
index(:,1)=1:ECHO;
/ o+ Q& G4 O- N4 [* M9 `plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
" X8 k2 B% v2 V9 thold on;
2 x: B3 ^. z8 t+ {title('(d)'); 4 g* O ^! O# o* s+ j
xlabel('iteration');
* u7 z6 S1 S, D9 G* T# ^" [) D" t3 \0 Zylabel('f(x)');
; Y- G& R& t+ F; \+ ~grid on;
) x$ D! w! }" N' P7 i9 V[c_max,i_max]=max(T0); 4 M3 z1 l( @) A0 [1 Q$ h
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
1 `! x! F* ~: ?9 o9 B, D! U+ T" Jminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 * d. e& |) A3 B' _: ~) h( _( f8 ~: n. L
runtime=toc
( L! O B$ w5 Q# v5 I. Eend |
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