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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 yiqun9 e! g! c( a6 ], F
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% , o; |! [$ n( V+ d3 K$ ^
% Ant Colony System Code %
E4 b C, P" Z1 D% Date 5/27/2006 %
; O5 Z8 Z( V6 S: O9 H% Theobald.Zou % n2 y6 G$ S+ y1 T+ O X8 ] o% ~
% Original Code % 9 z# x" x |1 B1 Z7 \& h
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
# u2 U# f3 X( u0 Xclf;
/ L X! M& i0 x8 afor moni=1:100 ; {! A" X0 r/ j5 |# H! m
pause(0.1)8 J0 I4 O0 _: |
clear;
8 F5 S- z& a( V( l& utic; : c! p7 l2 }& C$ B+ E4 F+ Q
%初始化各参数 5 ]# S; O, @7 T6 K3 ?4 d& V
Ant=50;%蚂蚁规模
; j* ?( F7 K$ pECHO=50;%迭代次数
8 n- [9 Y, v, @3 W1 ? Y9 M$ l3 e%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
: }2 J4 a/ m) g$ s0 Bstep=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长
- a; i* P, V2 q0 ntemp=[0,0];
: @% D8 h/ M7 d7 r+ }9 c%各子区间长度 ( U$ R$ G1 P# D* g0 L3 e d& x( @
start1=0; 3 c; \9 A# |9 I' B3 ~8 Y
end1=2;
2 k$ {7 t, u$ S# R* D( R! Vstart2=1;
0 u# L# P+ o/ p9 Tend2=3; & x- f$ }2 `/ ^5 J, C# T
Len1=(end1-start1)/Ant;
% M. X, x, Q0 a- C8 U' f( ELen2=(end2-start2)/Ant;
# h; A3 p) F; h/ x% Y6 N) O$ [%P = 0.2; $ J& [4 Y! l2 @% V8 m6 ~
%初始化蚂蚁位置 * \( L! _, O& Z
subplot(2,2,1); 9 i+ O) k G" Q {1 Y: F" r
for i=1:Ant w& n( `+ b0 N; |+ a/ u3 @
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
4 d2 n( L7 y& z2 o$ `' jX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); - I4 D$ T Q& K, S& d. K/ ?
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
' V L+ {1 a; a$ A" X' p/ M0 Splot(X(i,1),X(i,2),'k.')
2 f! s0 O/ B C% _2 X, w8 ?hold on;
; v2 o8 q6 U6 i( f/ ititle('(a)'); 3 D1 e/ A' t( u: I4 \8 u" a( R
xlabel('X1');
/ k2 z1 j# r9 ~8 F w) B6 Jylabel('X2');
6 L- _3 q5 _ a# ~ }, v- s8 xgrid on;
8 f4 K' d7 H" k& p5 } rend; : W' e, t7 t) m" x1 m& z4 V$ h
%至此初始化完成
4 _3 u+ O0 _: ^1 _3 M! h) z- y; m$ S
for Echo=1:ECHO %开始寻优
! I# m/ c9 @) W% A' W %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 . A" ~( i: B- K8 m5 G; \
a1=0.9; 4 d% L6 J( w9 R8 S
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); * q; ` \. {+ J
f1=a1*exp(b1*Echo); 5 U. r) g/ X( U
a2=0.225; : @( t' t: e3 W* f/ w( h
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
, \- d" K& ]- k( I+ d9 H' u f2=a2*exp(b2*Echo);
( c' R0 ^' v3 i8 g2 e, }8 X; m- u if Echo<=(ECHO/2) / f/ x# S! T" q' h" G' {% i
P0=f1;
: N! L4 s* ^1 t" q& ? else : c" T/ n; _# q$ E* m
P0=f2; . [( R4 i5 a& C( ?3 `& c
end;
3 d5 p6 M6 [" b7 | %P函数定义,P为信息素蒸发系数 $ ]" Z% s$ U; I5 E# ^9 a D
a3=0.1; 7 z& f1 G# Q, b/ y9 o s
b3=(1/ECHO).*log(9); " p. E/ P' S! G4 j* P0 T ~
P=a3*exp(b3*Echo); 3 u1 ]/ s/ h) _) n- |
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 - s# H! Q- c& Z( B
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限
/ U: E) p$ O6 M Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
8 I% f+ b5 q4 Z, B7 r" A9 k- T, ?# o( M %寻找初始最优值 ; N' i2 y k9 Q( ]' P
T_Best=T0(1);
) w4 L: ?) ~# n* h5 V for j=1:Ant . R1 K$ D1 E! L$ P* C) Z
if T0(j)%=T_Best
5 T; e+ i- u) |# ? T_Best=T0(j); , D1 g) y' n7 a) V
BestIndex=j;
4 {$ E% c2 b; S, K% c m7 A' F end; / P2 @- `- u) p9 C$ E8 p
end;
! B0 n, L+ W/ W4 O- c# M W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 ; Z( N5 q6 ? _% \* n
* h" ]. o$ x. B0 W2 x) ?. j z, D8 A 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 u& q7 z1 t, C3 I if j_g~=BestIndex
+ |5 E% h, r) C r! ~% `3 y r=T0(BestIndex)-T0(j_g); ' I, h5 D- ~, v3 w+ } M4 E& n( U
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
4 W: L+ u! |8 G: I else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 . c- i Q' R" V' f
if rand(1)<0.5 - j7 F. h V, g# w! e: N. h) V7 Y9 F
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
0 l3 d; Q" M2 Z, e temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
% ]# b; o6 }: H/ ~8 C: D7 S' O else : e! Z4 D) ~% C
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
P4 W3 n% `& ^) t. d3 n+ A temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; & y) `9 @$ u) c* ?6 {
end;
$ ?/ ^5 x$ k/ d& h. U- R Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移
1 [9 [0 m% N. a5 [% h' A; O" N end; {# g4 f) e G; m7 Q+ J6 n
X1_T=temp(1,1);
) s B& ]! k2 A& w4 g F1 G+ ^ X2_T=temp(1,2);
; v4 ?' Z' B2 g X1_B=X(BestIndex,1);
1 q+ x4 c0 R F- ?# }! Y/ U X2_B=X(BestIndex,2); " c- s/ N$ A. w# C% ~
F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; # z* h" x( h% T9 m
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1;
4 @0 [/ h; Z/ g8 v if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 0 N: v& H( S5 k1 u) Z( f
X(BestIndex,1)=temp(1,1); - @/ a$ N# O) Q/ }0 ?- T7 S
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
, D0 d; Q- Q- Z end;
3 a4 Q7 u( L' E% X% i# v, o end;
% }& ]5 s" o" y" D, }9 u" [" F- j* [9 L. d" t
for j_g_tr=1:Ant
4 M& W% F+ O% d" P8 I* s if Prob(j_g_tr)<P0 : ]: X! S7 h( r+ q, T% I8 b7 t3 E
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
* [& n( X2 p" }! H* V% A X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) + H( N' o8 h4 T9 O& M' a% a
else + W* Q) X! n" z- w) |) V% ~
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
- J `3 c3 U b0 z9 a$ o X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
) {1 q4 U$ ?3 f end;
3 [$ @2 i# _% ~0 B q3 ~9 ] end; r, t: v4 K( A8 h; g5 O# p3 Y
+ W+ e( ]6 s2 F+ w: V" L. K
%信息素更新 0 K! z+ C, m% D5 w( c
/ d Y3 r) B, T1 s
for t_t=1:Ant ; M# _5 H" K+ \
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); " C2 C5 w. u9 V4 Y' \
end; ' c4 N8 u J2 G
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 2 C. F+ h: L8 L- d2 \8 ]/ D
subplot(2,2,2); % m i+ g+ _- l- e. d
for i_draw1=1:Ant
5 D+ ]2 I8 l; B: @ plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.') 4 B( J- W; |. R* V% J
axis([0 2 1 3]);
?0 e6 t0 A3 I V; t hold on;
0 D: a$ i/ i/ o) p' d title('(b)'); . }# b% l# [% Q1 }
xlabel('X1');
& w8 I W& f6 I6 \1 k5 Q ylabel('X2');
! q1 V9 R& S+ C* R) ~1 u" p' L end;
. S: z, @9 k& M$ S+ v$ @. V grid on;
% S; Q$ n7 k+ y, t end;
, ^6 n1 U |: c/ k: t6 d+ t- N6 ?
7 X7 z. x5 i5 R- j' f4 w% } [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解 & L8 v& ^* T9 @8 g( e+ |
minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
% a& N' T/ e- h0 f: s! c& o, e minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; & h4 V5 z3 E. W0 K; G) U8 {
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
, B$ T5 e: f9 V) K! \0 i %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 / r( U" |) q/ q+ ?: p/ W
if Echo== 2
2 K9 h4 _9 Z) \$ C _ if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
E/ L' l3 |' Q& e# Q: P6 Q min_global(Echo)=min_local(Echo); 0 v+ o& y: D' o: `! R% `
else ! t) B# E6 f: U; z4 k% n* y" G9 ~
min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
9 s* V1 X' F! u& ]" ?& F' A( L end; 8 }/ h0 {3 f% T, i W3 Z# j
else $ w, H/ h0 S [* U- @8 J( K5 I
min_global(Echo)=minvalue_iter; % X$ i. x" D. U6 z- b/ B' e/ j
end; : I) b% k5 w* j2 v8 R2 m* r9 V/ H1 r
end;%ECHO循环结束
' p0 t+ n, U9 A. i* I( T7 C: \; ]2 i$ m$ p/ A( {
subplot(2,2,3);
2 V/ F3 G2 o& c$ A' d4 u for i_draw3=1:Ant
4 k# I: h& K5 S3 T* L1 | 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 # `: N9 ^) \ u' a8 D
axis([0 2 1 3]);
- i" L" E0 H( W; D: ]4 \3 e; @( _ hold on;
) C, G- w" j' _ title('(c)'); ; ^3 ^3 Z4 ^0 M; Z5 n
xlabel('X1');
% U1 Q P* P. x+ Z ylabel('X2'); 3 H# h7 T p% ^3 }
end;
/ X2 Q- J4 i! x5 n" D- hgrid on;
2 @! w3 b. P. I G, i U l( Usubplot(2,2,4); : ~7 s( X& l% M& A. J0 A4 w
min_global=min_global';
" d U' m( R, T$ Z0 i" Zindex(:,1)=1:ECHO; 3 V0 `& Q+ w9 f! F
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') 2 s3 T7 g0 a6 H- x3 P, H, P
hold on;
" M+ F- A: {; h3 ]; o$ \' E Xtitle('(d)'); 2 l% w* B( t7 H8 h% k3 {) Z( ]6 N
xlabel('iteration'); $ h& N9 @% p( ?% `
ylabel('f(x)'); : G/ _! @% e) T0 k
grid on; & p, C3 q* k& U( H
[c_max,i_max]=max(T0);
1 h* L; G O) }& e: @4 {# r' Kminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
- S7 B4 ]; e% R0 ~* k3 m Qminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 * n% O e7 y' M4 `
runtime=toc
; t2 G9 s# S: G$ uend |
|