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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( V- K, `0 R5 T1 }) P$ o
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 5 H4 p$ p5 ^$ u- I) n/ D
% Ant Colony System Code %
1 N8 V' M! T( d% Date 5/27/2006 %
Q1 _, E& G7 K- f& |: G$ T+ q. H% Theobald.Zou %
! D* U3 l2 X8 [ |! P% Original Code % ! m" @( L. y5 _* z% r8 {
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
) N$ Z$ e! V8 fclf;, B0 B6 d f/ U8 u( b1 M" A. V
for moni=1:100 I( b" g; ?9 Y) i
pause(0.1)4 k$ w$ c& F1 s) M: U
clear;
4 @) ]; g5 I$ F Y+ y% A; c% Z: Btic;
& f7 l: [3 T2 J%初始化各参数
( U$ s; b G& \6 {& u9 A+ @Ant=50;%蚂蚁规模
$ m/ i+ c6 T6 S/ Q" ^) X% dECHO=50;%迭代次数 " B4 `7 ]% K8 C' S
%F=(X1.-1)^2+(X2.-2.2)^2+1;%待优化函数 - i, ~3 T5 T1 m) r4 y: g) H6 f2 @
step=0.1*rand(1);%局部搜索时的步长 * l# q" X) j9 g* v6 d9 w
temp=[0,0];
# l2 b, I4 `2 S. k% D1 V%各子区间长度 ! Y# y- r) Y5 S, q, ~" r
start1=0;
) i- g' z) R* B- Z1 N! H4 _end1=2;
% K& ~( [) B! `* B/ Tstart2=1;
2 E; c1 @2 I i; ~* }- n( \end2=3;
2 z" Z( x! c! K& O$ uLen1=(end1-start1)/Ant;
0 G7 `9 w* \" z( S: J2 M7 ~Len2=(end2-start2)/Ant;
" ?" |# A. ~2 q$ g6 C%P = 0.2;
3 F$ i% O4 @: r: u X$ e; A& i6 @%初始化蚂蚁位置
5 \/ p. R9 F& p+ @0 O9 jsubplot(2,2,1); ) s" R' V! V+ g& ?, a
for i=1:Ant 1 T4 U+ o" M) P# ]: p, H
X(i,1)=(start1+(end1-start1)*rand(1)); ! C4 e2 u0 _" l* C& L* w
X(i,2)=(start2+(end2-start2)*rand(1));
& f, K" a- O& k1 V: H1 I+ gT0(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
[$ y& ~* J: A: aplot(X(i,1),X(i,2),'k.') : {+ l' [6 \9 O
hold on;
; o, y9 {; |/ P. ltitle('(a)');
; S* M* L) q6 e: S. Y; Fxlabel('X1'); ! m" [6 e& C/ K2 K; C9 d
ylabel('X2');
2 B% m2 z5 r/ W' cgrid on; / E( m; P- w+ f2 d8 A
end; ) I m9 H. z0 C
%至此初始化完成
* N/ x/ b$ H, D/ h4 n: C0 ~4 M" J4 V) \. C% z* n
for Echo=1:ECHO %开始寻优
U6 ?7 C7 V/ r9 ]9 _( x %P0函数定义,P0为全局转移选择因子 ' T# y& Y5 @& F
a1=0.9;
! }1 O+ j4 X6 U( V/ V. O b1=(1/ECHO)*2*log(1/2);
* E+ f& O" }' n, W8 f! f4 D9 U f1=a1*exp(b1*Echo); , K( V$ S- ~! x$ Q4 j, H
a2=0.225;
$ e+ \* ]. ?8 q3 X b2=(1/ECHO)*2*log(2);
- V/ b, [4 z2 b f2=a2*exp(b2*Echo);
! S F8 O- G* |( ^/ m9 B5 b: h2 H& Z if Echo<=(ECHO/2)
% `/ H& v9 x5 E* D6 T( f7 K P0=f1;
' E5 S2 u& \3 J8 p5 I f else + S; L; o8 ?" a8 h* B( s
P0=f2;
2 v" Q2 j1 x, o$ q1 B end;
. _, I2 I! A+ a/ `( n %P函数定义,P为信息素蒸发系数 7 M$ b7 I3 r- x" o1 S3 ^% f
a3=0.1; / x# t$ c2 r+ o. y% i6 L! r8 B; t: M; T2 f
b3=(1/ECHO).*log(9); 4 G& o, V6 r) z) M
P=a3*exp(b3*Echo); & ~. e6 [: N$ B2 n) W* h
lamda=0.10+(0.14-0.1)*rand(1);%全局转移步长参数 ( b0 A6 g/ M" P4 ^ |$ L0 `
Wmax=1.0+(1.4-1.0)*rand(1);%步长更新参数上限 " K+ S$ O% R: e7 X
Wmin=0.2+(0.8-0.2)*rand(1);%步长更新参数下限
' r4 `) |& Q0 m" v" i- I1 N %寻找初始最优值 8 C/ E. y/ E7 L, W- \+ u# O
T_Best=T0(1);
, x/ C2 j3 O# b! L% I8 s for j=1:Ant
' f; S- _& h( W) D9 S. u9 ? if T0(j)%=T_Best
; `( j) N. N, G1 N. [ \( D T_Best=T0(j); / |8 b, F$ f! F. ?3 Z( `( D' D, d
BestIndex=j;
) k. A# `7 W6 U# c' Z. | end; " q# x8 {1 u y8 ?
end;
& B" u+ M' ?8 D0 C' M W=Wmax-(Wmax-Wmin)*(Echo/ECHO); %局部搜索步长更新参数 ; Q* g, ^" E) _9 l3 H- N) F- K
0 ? _! h6 b" y: a; ]% X6 ]
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
4 s( |' g. C3 u# [7 e if j_g~=BestIndex
, E: H3 a, r/ p r=T0(BestIndex)-T0(j_g);
0 _( ?0 x% J4 X) p" Y Prob(j_g)=exp(r)/exp(T0(BestIndex));
3 |4 B+ O8 K" D3 z. x2 r4 C else %当j_g=BestIndex的时候进行局部搜索
- i$ D3 X, o4 ?, { if rand(1)<0.5 8 G' m* V' b/ z
temp(1,1)=X(BestIndex,1)+W*step; ; X/ K P5 {) N7 _
temp(1,2)=X(BestIndex,2)+W*step;
# p& F* ^; N: ] else ! V& [# q" r6 V* @( \
temp(1,1)=X(BestIndex,1)-W*step;
7 v: [( L! s6 K2 ~, y temp(1,2)=X(BestIndex,2)-W*step;
* _, C& [/ `+ l/ t0 E end;
; k6 s [0 ]7 B* m/ u Prob(j_g)=0;%bestindex的蚂蚁不进行全局转移 9 G5 Y }; r. o1 o
end; - P3 a2 v E: H7 i* V
X1_T=temp(1,1);
/ G- P6 W4 ~1 T4 p S X2_T=temp(1,2);
! \ F: M+ S' K X1_B=X(BestIndex,1);
$ t, R0 n/ e7 o/ i6 d* J* X X2_B=X(BestIndex,2); $ O9 f1 C+ \. j8 S! ]. |
F1_T=(X1_T-1).^2+(X2_T-2.2).^2+1; % l+ c2 M! Y0 a! U; {3 i1 ~* l
F1_B=(X1_B-1).^2+(X2_B-2.2).^2+1; ) n: B) x. o9 f2 }' ]* x9 K7 w
if exp(-F1_T)%exp(-F1_B)
6 c" d# @! ^' ~9 q: C0 {5 Q X(BestIndex,1)=temp(1,1); - j/ r- T; [- r2 g
X(BestIndex,2)=temp(1,2); 7 a" ~ }! a$ n5 P5 Q
end; . E7 r# G" O7 D7 J! `- {! ~
end; ' E7 U: k6 D# V7 K( w
/ P/ ?: w. i" S, _2 P for j_g_tr=1:Ant
8 k( z( u0 b2 J+ s4 I if Prob(j_g_tr)<P0
3 M3 A' H& R6 v: b; b9 n X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+lamda*(X(BestIndex,1)-X(j_g_tr,1));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
4 ^% n1 G" r; q9 t0 P- K4 r X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+lamda*(X(BestIndex,2)-X(j_g_tr,2));%Xi=Xi+lamda*(Xbest-Xi)
: W1 I+ |5 x* T0 R9 W! | else
* ~$ E1 L# D+ u: k# z1 d2 S X(j_g_tr,1)=X(j_g_tr,1)+((-1)+2*rand(1))*Len1;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len1 " A; r2 e5 M4 f, S9 L
X(j_g_tr,2)=X(j_g_tr,2)+((-1)+2*rand(1))*Len2;%Xi=Xi+rand(-1,1)*Len2
! Z" Q u* o* A4 r: T end; 4 H' k1 z" c- R" X( _( c
end;
1 E3 H3 M; [) Z7 L, c5 H% X$ b
0 l* t. h5 N- R6 a+ U0 E %信息素更新
, o& H( e" X6 Y# O% f& e& A8 n; D
5 F% P9 C) p8 P1 Y for t_t=1:Ant
3 ]' X$ K0 ~( p' d3 M; [ e T0(t_t)=(1-P)*T0(t_t)+(exp(-(X(t_t,1)-1).^2+(X(t_t,2)-2.2).^2+1));
2 {7 R4 c h+ s5 a- f% G end; / ?6 F$ z2 y9 i: t' k1 o, R6 T; 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 ; q5 B+ n! d( u- k
subplot(2,2,2);
4 z) f* V: M* |7 k( z( ? for i_draw1=1:Ant 4 V' A$ x( O, r. T# b' f. L
plot(X(i_draw1,1),X(i_draw1,2),'g.')
6 j: l# y" ?2 S G: ] axis([0 2 1 3]); : {6 j/ M6 t; }% b5 O1 y4 X5 H
hold on;
' G& G. ~' P* A* ^$ s title('(b)');
+ [5 |2 q( m4 s& U xlabel('X1');
. M3 j# J) V; D3 m ylabel('X2'); 0 L3 f, w& K/ |! S8 I, R" l0 [: v
end; 5 Z4 y( c8 X+ \" u8 k% U
grid on;
; ^* ?1 R9 V2 Y6 o3 w end; 1 R- [( H+ {1 _5 l" Y
8 J% |9 {1 U& o8 ~5 j( [ [c_iter,i_iter]=max(T0); %求取每代全局最优解
% P! u: c: O- P5 i9 g+ ~ minpoint_iter=[X(i_iter,1),X(i_iter,2)]; ! ^1 k0 v$ J6 ?& P. Z9 A
minvalue_iter=(X(i_iter,1)-1).^2+(X(i_iter,2)-2.2).^2+1;
+ b. l1 b; K5 K min_local(Echo)=minvalue_iter;%保存每代局部最优解
3 R9 p, F- k- ~( H %将每代全局最优解存到min_global矩阵中 % c+ S) U2 y' Q, W, j) n( G4 P
if Echo== 2 . \5 ?1 Y% ~# m$ r
if min_local(Echo)<min_global(Echo-1) ( k' j0 {, W2 V
min_global(Echo)=min_local(Echo); . w8 L2 o' I+ ^4 Y. [1 j5 M
else " a9 I8 |$ D3 J2 s
min_global(Echo)=min_global(Echo-1);
% F6 c! A/ u" Y& @' f end;
6 ^ v" W b5 P& u) Q3 J else
' F; h- E6 l! M B& C min_global(Echo)=minvalue_iter; - k0 ~0 ~3 o( p @7 c% d9 \" l
end;
' @' m% g) Z9 v8 f0 P" b( P0 V% S8 vend;%ECHO循环结束
) v c2 N5 }" E' B" }1 R$ Y, \. @
) T# n7 M+ o! N r j: G* B, Wsubplot(2,2,3); 6 |! U7 |* `; K9 j
for i_draw3=1:Ant
) r ?2 S n: C- B( v; X 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 p( C- ?1 f3 z! m# X4 Q: l axis([0 2 1 3]); 0 W; a2 x9 o/ H8 ?- R! x' C1 e
hold on;
?% D1 k- k9 v% S title('(c)');
* `4 [8 q5 W- @9 l2 b, o9 l: O# r" F xlabel('X1'); * J4 }- L9 r% g" B( Z7 b
ylabel('X2');
* I7 \7 R) L3 u0 g# `0 L( y. t end; ! ~6 p1 C& O7 e
grid on; % V. O0 f c5 a9 F9 A! A% V8 M
subplot(2,2,4);
9 u( v# b8 E: d; T1 @min_global=min_global'; $ I6 P; K7 f( o+ W
index(:,1)=1:ECHO;
$ e! s8 U- p, l5 I5 y! zplot(index(:,1), min_global(:,1),'b-')
. p+ h( u8 I+ R) k6 K8 }hold on;
- e3 [7 m4 \% mtitle('(d)');
9 ^! R, n$ N( Q/ {7 uxlabel('iteration'); 1 ?; U, c9 u, ^; ^; H
ylabel('f(x)'); 9 o0 v! E: ]. G# z0 r
grid on;
6 C7 K9 v' |0 W: X$ l[c_max,i_max]=max(T0); 9 C T1 K) M( t8 l
minpoint=[X(i_max,1),X(i_max,2)]
7 @ C1 W6 s$ S4 f v1 Kminvalue=(X(i_max,1)-1).^2+(X(i_max,2)-2.2).^2+1 & A3 M$ O# V% x, {. h% E
runtime=toc
% u& @2 Q& S! b7 K$ Wend |
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