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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: K+ _7 |: t3 h& e
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% " |& _7 J7 E4 s7 X7 a
% Ant Colony System Code %
8 Y* w0 u" r! i/ Q5 S' X% Date 5/27/2006 %
" r; C, l" b& Q6 F: {5 _* P, P% Theobald.Zou %
8 ?. V0 g5 s* R( D4 N/ r4 L% Original Code %
' T; O" Q0 [, u' A* W* c%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 4 B0 P6 [: e; i( n1 m% `
clf;0 ~8 S' P- I$ e5 b5 r [% d
for moni=1:100 # g0 W- W; f2 `$ u9 K& O
pause(0.1)
8 Y, C0 a6 Y+ ~clear;& N1 K( y8 W+ i& f# _
tic;
7 d% {2 g& v$ S%初始化各参数
: [/ M- g; @, I( C' Q) j! h0 uAnt=50;%蚂蚁规模
' i6 Q, I0 j) y" k0 ?# `ECHO=50;%迭代次数
. a" F$ B9 i- ?2 S%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
4 G* m9 x2 R. }6 |step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 * Y3 J6 ?! U- X: r
temp=[0,0]; . f! i1 r3 ]4 o/ |! ]9 c
%各子区间长度
2 C" G4 e) \. r3 K; d7 h; v/ G1 F: Zstart1=0;
0 `) d( T1 h! |& a {" `# Gend1=2;
+ R: O# F, w5 zstart2=1; " ~. z M# Q# |$ @' V
end2=3;
& \8 m" D' x* m/ K3 t) fLen1=(end1-start1)/Ant; ( l+ R* o0 }# X7 b
Len2=(end2-start2)/Ant;
; w/ q" x# l: |$ U: T; w& X- R%P = 0.2; 8 M% z& z6 y( z: _- \
%初始化蚂蚁位置
$ f" Y$ H$ A8 k% t. p$ R% J5 G( \% qsubplot(2,2,1);
3 s3 f/ Q# q7 a1 }& [# S P% J/ Ifor i=1:Ant * Y+ w) z3 ^, a; [9 X% z) X
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1));
& w7 X7 o, Z9 x+ X0 z* p+ N" sX(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); / p/ q$ ~" ^0 F& |% Y+ T# F
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 " W: O' L; J! W9 B$ b k( _
plot(X(i,1),X(i,2),'k.') . E: B, H: a' p& B" j$ _+ r( k
hold on;
' e0 V6 Y, a5 K1 v1 dtitle('(a)'); ; d) y2 d6 A# T/ o
xlabel('X1'); , t& ~* \* j- n1 h. T$ n: K( R
ylabel('X2');
7 Z3 M7 b s8 M7 v4 G8 Ugrid on;
; q4 a9 T5 J9 Bend; & ^5 |3 _3 Y% j3 b' h6 U2 M
%至此初始化完成 ) }, U: j6 V; k. O/ I& P. d. B
8 o s" Y2 b8 q/ ] B
for Echo=1:ECHO %开始寻优 & `6 F3 Q' K8 n! ~0 T5 ^. b* z# I
%P0函数定义,P0为全局转移选择因子 * x; k% o: n$ Y' ~
a1=0.9; 1 z' f8 G, Y* p- Z" S9 I
b1=(1/ECHO)*2*log(1/2); & r9 {5 Q1 x p3 E) X Z
f1=a1*exp(b1*Echo); 1 ^% I' ]) B' {4 \7 M( A: [
a2=0.225;
! U& E: L: z; }, K( M6 Q2 j b2=(1/ECHO)*2*log(2); V9 P# a- u8 H, G6 d
f2=a2*exp(b2*Echo); 9 x9 E. r4 a7 i4 A- O
if Echo<=(ECHO/2) ! d: ^7 T5 B0 `( K- N4 U. n
P0=f1; : J. S- Q5 o# k, G
else
$ v6 l# g6 r* ]1 v! B! v P0=f2; ) M" f! V3 W I0 @
end;
' i1 r& |+ O% @7 q: p. n %P函数定义,P为信息素蒸发系数
; d6 z% e2 E Q2 L1 j& c# ^8 v a3=0.1;
|. g6 b' R5 c b3=(1/ECHO).*log(9);
; Z/ e1 [/ X- p$ w P=a3*exp(b3*Echo);
: \6 `1 q/ y# | lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
% X) s* K+ D1 y; @2 m Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 7 w* E' \% _9 r- d! A9 @
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限 9 [3 r: x) k5 Y a9 f- p
%寻找初始最优值
% S. E% o+ x7 r T_Best=T0(1);
* n0 ^* X. B N( x for j=1:Ant ( G& U- l9 Z* j3 X
if T0(j)%=T_Best
1 t# p4 v$ p. h& } T_Best=T0(j); 1 L- a* E' H6 H/ w' R3 X
BestIndex=j; ( p! r% u7 I( v6 ]: p9 T
end;
9 V: K( b9 L9 p& M! e: U+ H2 e end;
* s0 G& V( s' b7 m* M6 F W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 ) c/ L( f/ S3 N6 h; y5 W% y5 o
$ x5 {2 f6 b- I# I 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 / A2 V* \# t, w o8 P8 \2 j. A9 l
if j_g~=BestIndex
% i' Y; b6 \) \ r=T0(BestIndex)-T0(j_g); 2 S: J, N" D1 r
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex)); 0 a6 v9 w! h4 w X$ `$ T% j
else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 2 p; J, V# ~2 i- M: r0 b e! R$ `
if rand(1)<0.5 # A, o) o% R/ Z1 y( m
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step;
) A: `9 I( t8 _ temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
9 z- @3 w( P, O6 m3 h) O else
- O, m. |' i5 S/ s temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step; 8 ?% `5 W2 w$ Z6 M
temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step; / D; g" y4 X. I+ r& j9 f; f2 G, s5 ]
end;
8 `: W( x7 t+ _3 l8 _& J9 U Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 0 W# N& X# |5 ]2 ~& z/ s; \
end;
. T% w6 j$ H! Q% b) } X1_T=temp(1,1);
# e9 v1 o- [" p5 {3 G6 P' r X2_T=temp(1,2);
! p. r8 W. f a7 i, I X1_B=X(BestIndex,1); . l3 _2 ~: E7 n0 H7 l6 m$ h
X2_B=X(BestIndex,2);
4 g g& k, U0 e, h- Y7 a F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
* o4 n) Z( c/ t T1 p F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; : ]; E8 t% L, l; a- i
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) . }$ q4 l7 U+ p4 l$ P9 ?" F% v; ~& X
X(BestIndex,1)=temp(1,1); " S2 a. B7 }2 R; H$ U+ t5 X0 H6 _( c
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
( w: [; z# |% ] end; : a2 e; g0 y {- P# M, ]- U/ \2 D
end; * X0 r& u) ?, j( ]" }
7 c$ o! c: Y0 i, k- O& r
for j_g_tr=1:Ant 0 I( L7 v3 G w
if Prob(j_g_tr)<P0 0 H/ a$ w+ a3 J. a6 p
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( @1 O0 V* V0 w$ f. 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) 4 f3 v$ A$ \1 v- I
else # c; @; i; G1 Q1 [( v
X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1
2 `; l A1 Y _1 S0 Y X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
2 x1 c; k. i# s# i end;
7 ?8 r: J* u: H3 f: `2 e end; & A n* G! c3 j R" h" f
( }0 g) u& W2 G3 M- d %信息素更新
6 s5 _# r [, ?- c7 V/ T+ K% G8 P. z% g7 F1 q. M4 e
for t_t=1:Ant ' f3 `) d. v8 C
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1)); ' s: {9 F/ `& P! s; N* R3 Z4 U: f
end;
: M: R- y. _% F% G2 e/ M9 k 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 / t' h: e) K: S2 s! J
subplot(2,2,2); 3 v0 G* ?# S( n+ S% F3 X
for i_draw1=1:Ant 3 X" k" c; k9 f; ?0 L% O8 [# v
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
4 z: m1 h0 p* u/ n2 S8 f) J axis([0 2 1 3]);
2 p5 J1 E+ j: E3 @9 R hold on; % @: T" l" \& f& ~; a/ @* p
title('(b)');
- K# c% A( w! r$ a* n# _) Y9 ~+ _- G xlabel('X1'); % z9 c: s" G7 l1 ?/ Y% d5 q
ylabel('X2'); * ^* _4 V, _+ I( E: ]
end;
- h2 y0 w$ \' a/ ?4 { grid on; % o1 x1 k' [& b2 t0 ], S" L4 `
end;
% N) v! ~4 M. j( s) V
# U, H/ }$ b/ n Q6 R3 u [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
* R$ h. P5 i- w; A; O7 ~; \ minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; $ X) o# q, q/ E4 ~/ L( j
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1; ! O# v* ?2 U1 l7 x* S3 {4 G( o
min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
# v4 i. c- f% U& w, \- q %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 - k7 y. S4 o4 e6 u
if Echo== 2
7 M1 T( ^ S$ r$ X# B if min_local(Echo)<min_global(Echo-1)
' [$ h* C1 G+ W7 k* c min_global(Echo)=min_local(Echo); ) L7 r, G% v# U8 z
else
H6 ~ d2 G/ X+ j6 e) g min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
/ y4 h1 [" V* r" P1 ~ h end;
; ^' \% `$ F" _- T else 5 L+ n7 P# |( f+ H; } L
min_global(Echo)=minvalue_iter; 7 `3 U' u' U* s: Q( I3 L8 S5 t
end;
1 |- K9 u6 e( P) G3 w7 }end;%ECHO循环结束
' `9 y' I) J% D D5 J2 ~0 C/ a+ E
subplot(2,2,3); 2 E4 a( ^* N$ m- G- X
for i_draw3=1:Ant
* h; y/ _/ t3 q" L4 g 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 9 ^% ]5 [. S& l
axis([0 2 1 3]);
8 [; \# K; w. V* l( i. F hold on;
" y- b' m- R8 r, V$ W+ l title('(c)');
5 E' h& `* K! v+ o* m0 p6 l xlabel('X1');
# l+ |3 y! x/ y2 B. t8 v3 n# a ylabel('X2');
7 v1 w& N2 } _ a5 |8 q; Q end;
+ Q% X- }; m) Q& |' f1 Jgrid on; ( Z& H" t' K( o1 s% P
subplot(2,2,4);
1 [$ G& G6 a6 A8 m+ Gmin_global=min_global'; # c s- I7 Y) w. k3 b# T9 H
index(:,1)=1:ECHO; 8 a4 z D7 ^; m2 N0 ]2 q
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-') 8 ~7 z% X% h$ o* X
hold on; 1 r! m8 S& x+ v, D w
title('(d)');
! k# V; w: r/ @/ |4 kxlabel('iteration'); 1 c2 f- v# i: m" ]7 y( Y4 i
ylabel('f(x)'); , X/ R: _) r* ?% A
grid on; % i* g$ [8 z8 q8 Q) h
[c_max,i_max]=max(T0);
, w9 m1 B* g- l: j/ Z3 _minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
* M2 U& I( e6 T3 T2 }; `9 \minvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
4 O p& j- i7 p9 A& Q! oruntime=toc
$ D# m5 o9 N' oend |
|