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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
. U% j/ l6 \4 A5 ~ m6 l6 ~$ m%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% ! \0 @" ]; k3 }
% Ant Colony System Code %
: q+ `( x0 c7 V2 X6 x% Date 5/27/2006 %# e' h; z' h- m) P T- @
% Theobald.Zou % + C/ E) M6 j) N( m {
% Original Code % % C6 ~6 t: ]) @5 U4 z2 o3 O
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
- A5 W9 q6 h1 Y7 d: r7 r% Tclf;# n, Q- R5 v5 d. A
for moni=1:100
9 |: l& ?) g* S+ M% ]1 ^( i# _& k, Epause(0.1)
8 f: }9 j4 ?' g5 _' b+ Mclear;. L" q4 ^' L0 U4 q4 |
tic; , j1 @8 U. Q1 {
%初始化各参数 ) D) z [, B. I# i. q- Y4 `8 c
Ant=50;%蚂蚁规模 3 \) g: G2 t' q! ?
ECHO=50;%迭代次数
9 Q; A' t1 T: c%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数
0 S' _, r( x6 ?7 I9 i; b+ O6 i, ?step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 6 s- d# u% B' j! E" T" d! t
temp=[0,0];
, S, }' M; ~. \: D& G9 P! {%各子区间长度 9 ]7 V* ~3 z4 {, t7 S3 v4 c7 k7 O
start1=0; , z& L* e) C2 J( b
end1=2; 0 |6 k6 }1 [+ }* m" A' o3 c
start2=1; * {9 b3 [* L/ C1 l0 c
end2=3; 4 v) A2 u5 ?9 V6 i
Len1=(end1-start1)/Ant;
/ q8 y1 O! j- v' o) iLen2=(end2-start2)/Ant;
+ ~ ^( W# }0 g%P = 0.2;
& |: T1 |4 S& {7 W$ b* y& X* n) X! d%初始化蚂蚁位置 $ [0 S% s8 c) k
subplot(2,2,1);
3 L1 s! o: `; f# w! y$ ~' Qfor i=1:Ant
- a( N% O3 ~) X) w$ @: _" h% Q6 wX(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); ) ?% _7 z" \- {4 @/ Q/ d/ ^
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1)); , h8 Y$ d9 f1 k) p6 i
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
l: _# |! a$ t+ ~plot(X(i,1),X(i,2),'k.')
8 W# n" Y' e/ H% c$ q; b2 I9 Bhold on; , X# X: `. V! s. A7 I' D1 A
title('(a)');
! P( w" N8 C! O% x) n7 [xlabel('X1'); + p" t9 L% A# a8 i/ e
ylabel('X2'); ' t5 ]6 ]- r* W8 g: }( _8 i; X
grid on; 3 C5 U7 \0 @! w4 z2 [' \. B
end; " ^) r- ]7 O7 }% t" }6 c
%至此初始化完成 % R- G- s3 S: b0 Z
( q& _; T6 q* i" S# ?9 T' E8 ^
for Echo=1:ECHO %开始寻优
9 {0 E& M9 N8 C8 x %P0函数定义,P0为全局转移选择因子
. x' [" f |* U( \. H, E3 n a1=0.9;
) F$ s1 h, \6 _1 y, P8 Z b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
- {) D, d3 Z- N+ U f1=a1*exp(b1*Echo);
0 X- o+ O3 Z- n* ^6 T8 Z# G a2=0.225; 2 C' b( e8 D" }! \0 h) A, V" s
b2=(1/ECHO)*2*log(2);
& Z$ \ \( a1 H: J3 q0 {& |; l f2=a2*exp(b2*Echo);
8 W! Z& Z' C9 P& R if Echo<=(ECHO/2)
' B. l/ n, |: T! q& D7 ] P0=f1;
$ k$ g- Y' _6 @5 L% H! x+ A; T3 R else ' @7 K0 `: }! H$ K) W; P2 C
P0=f2; $ `" r- `; C4 h$ {4 } P" B
end; 1 J; w! b- e3 L- P$ r6 c1 J4 s
%P函数定义,P为信息素蒸发系数
% C* E* K6 |/ u$ @ a3=0.1;
2 w) |5 @; s' c' Z7 x; L b3=(1/ECHO).*log(9);
/ R% `- _* C( Z3 a4 ] P=a3*exp(b3*Echo); 4 _! k# i& Q6 d8 K' B1 b4 f b
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数
, Z" \: y$ a/ C9 B8 V Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 ( s$ z' W. [. C8 d
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
8 T7 G* S! \+ j: R4 O4 u% K: E %寻找初始最优值
3 ?/ P3 a9 g0 o6 G1 D1 |4 ?; M# a T_Best=T0(1); 4 \& C+ a, A8 ^
for j=1:Ant
% m7 L+ F" |* [0 y- ?, L if T0(j)%=T_Best 1 v D! `4 L( @: T
T_Best=T0(j);
: @2 D, q1 Q5 a5 h4 ] BestIndex=j; 7 ^# ~5 q \0 e1 E1 j
end;
- D. @4 @8 p% A; H; v( { end;
; \( s6 p& D; \! W, S W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 4 o& y5 u$ ^) c" x7 v
; r! e q9 M3 A$ x' q3 l5 z
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 $ D- _' X0 F6 g8 D6 H. ?. n8 `
if j_g~=BestIndex 1 E t& ? z$ l6 ?' M; D# L
r=T0(BestIndex)-T0(j_g); . V: g# t; t! j0 x7 A
Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
0 z& x0 t c h! {$ { else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索 . Z* P. H& r6 Z5 n
if rand(1)<0.5 ) x* `# K" i% t7 ? m$ r) f
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; . t- l5 I6 a( q9 k3 @( M' i
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
( t8 _ T, K: C( y else M# N4 n! U+ h- ~% z; ^4 V
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
& r8 c f' R+ ?5 J) V6 g temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
S9 {6 U% I7 E end;
_/ t7 B( Z1 X7 ]6 S* c6 R Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 / [4 B k, X8 c) s9 f* c2 F
end;
P8 m' O+ S: v" c4 I! R X1_T=temp(1,1); + b; ~# Y! T9 g: M- L* b/ I
X2_T=temp(1,2);
& w5 M) \2 A5 U3 Z* e8 v& D4 h X1_B=X(BestIndex,1); 2 J# E6 H" I% I" i
X2_B=X(BestIndex,2);
+ }9 G3 H- R: J' o F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1;
) p' f2 [' l* W! o ` F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; ! f9 G' I9 g& v
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B) 6 q' ?/ u, I6 `3 U
X(BestIndex,1)=temp(1,1); ! Q& j) ~( k; Q3 v1 v5 u
X(BestIndex,2)=temp(1,2);
. e/ {& E/ O" L, L; C end;
6 Q9 b6 W( U/ W- c; R7 [# [% l end; : Z9 y: L- O3 [7 `& F
9 ^. F* `, ~, l" y( }: `& T for j_g_tr=1:Ant 5 C l* d+ p' I \
if Prob(j_g_tr)<P0 ) L6 _2 T% |0 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)
; h$ S) i) R3 r% X( B X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi) ' B4 n% P5 `3 h0 S3 t+ x
else
& A7 v+ {( u- a M X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 $ }8 ~5 S- E# F% F* ~/ ~$ T
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2 ( D7 s4 z5 M2 q
end; 6 f/ P/ M: {3 s. ]
end;
7 _ j/ G# s+ n' O
/ H9 @! o/ s+ W. P) P5 D( b %信息素更新 * U/ U6 H8 Z' j3 Z0 i: \& P
( ?+ o1 |7 J/ w" ?( l9 T
for t_t=1:Ant ) i& d: F$ |+ W; B
T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
! X: U2 S* \, o- ?- E end; 5 \1 G- e1 l `1 V. 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
, E' j3 D; h' X" l7 F# y subplot(2,2,2); % N5 q0 u* V( d
for i_draw1=1:Ant + x% U. x9 K4 m
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
9 A4 [1 K9 {/ E T9 K6 G1 ^ axis([0 2 1 3]);
+ O$ k F2 P( U d9 z5 k2 W hold on; ! |/ e3 a8 b* g# B, k8 P. C
title('(b)');
3 c! N0 Q a- ]/ B- [. k" z xlabel('X1');
2 X+ ?; [8 R8 l ylabel('X2'); 2 r4 ^( y# y" H% Y0 w1 I
end;
7 @: Q. D! f, _# m, ]% O grid on;
9 D& K* p$ y5 P+ U1 x( Q end;
& p4 U1 B5 E7 ^* i3 N. Q' J) e9 G( ^2 b
[c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
! m+ J) y6 `8 @ `7 c3 {$ {( c minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)];
' Q2 n5 O! T$ }. @% Q3 @4 _. A minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
! V+ v+ t9 i+ C& J- W F min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
" h" m# h5 J9 E* n/ {1 ~# { %将每代全局最优解存到min_global矩阵中
6 I! M) m) M _) t if Echo== 2
" E& h8 A7 E9 G8 m6 q) |8 ^- P if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) ) x$ I# Q9 P( e3 h( R7 x
min_global(Echo)=min_local(Echo);
9 r* A; ]8 N- c5 [ else
2 W' e3 z6 x$ x( I min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
; b, T& n; D/ V( Q7 E end;
( ~ ` e! G3 `5 Q5 L& P7 | else 0 l1 \, ?0 M- c
min_global(Echo)=minvalue_iter; ( [$ n0 @6 ]: y. n/ {$ Y" W& O
end; 2 u, U7 N( ~! d6 l! m1 ?1 j2 T' a
end;%ECHO循环结束
2 f% ~. R, a3 B" P
5 N! l2 f" ^5 ]3 C, z5 [subplot(2,2,3); 1 C9 z1 `- ~3 [1 A7 B% F
for i_draw3=1:Ant
; _& m; I/ W, K# ]1 X; J5 z 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 2 j4 i1 H: [ i/ {: L$ l7 W
axis([0 2 1 3]);
/ A* z l" K# C% H( B) } hold on; ; o- H, I. d' q) `5 {% G
title('(c)'); 6 I; i6 q' p. _' [: _
xlabel('X1'); ; q, z$ ~" r9 y2 J+ R9 ]0 F$ _
ylabel('X2'); 7 |6 s" ?" k9 m' O f
end;
" @) J B# X& ugrid on;
% {, g8 E8 ~% Msubplot(2,2,4); 1 d+ a( B9 B$ h: r. e$ j# b. D6 _
min_global=min_global'; 7 i( O* p7 Q M- J+ S3 |
index(:,1)=1:ECHO; + E; s Z l! O0 T
plot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
* x! ~# a+ p+ c) E+ `hold on; # c0 J0 L& M, n$ |, W0 F) i
title('(d)'); 6 d; _' v# x6 I3 p e# g) q! }
xlabel('iteration'); 0 O$ E9 w( o) U( o% b( f
ylabel('f(x)');
" t- Z% |0 F4 O4 h* F. egrid on;
' h W: ~/ \: O6 l- D' b[c_max,i_max]=max(T0);
6 x! M# |+ `, A: h9 L5 Fminpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
# a2 L, X3 j' w" U; Sminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1
7 L7 M. o, H! `8 M9 Qruntime=toc9 ^; ^1 B# _# r+ `$ b
end |
|