EDA365电子论坛网

标题: 基于迭代局部搜索和随机惯性权重的BA算法MATLAB实现(ILSSIWBA) [打印本页]

作者: uperrua    时间: 2020-5-14 10:12
标题: 基于迭代局部搜索和随机惯性权重的BA算法MATLAB实现(ILSSIWBA)
本帖最后由 uperrua 于 2020-5-14 10:16 编辑 . r9 I5 j) V! H. g7 O( S/ t- _

2 h" r, x2 n3 y: p1 x4 D" C5 H+ l主要思想
9 n: K8 P; t' `4 B% a4 r% F2 K
; Q+ u/ A. B1 p& Y- ?
  |- V% e3 }2 s. d流程图, r# O$ K' i4 m; O- o

, S' f* ~! {$ b8 f% p: Z0 L0 R  i1 x8 W! E& b1 O" g7 T2 S- Z
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()% t6 @* \- p+ X
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight
& F6 I9 Y( d5 G7 r% m4 v
1 Q: {( m+ D5 I& U$ k  f1 M%omegaxyz.com QQ: 6443270056 T- P/ v" S, W, R6 s" _/ r

9 M: |" J$ S) }% f' D" Tclc;5 v6 \  K5 r4 Q* F" F& M' W
%% 经典BA参数设置( m9 }5 Y6 o& P1 X% |2 f0 c

3 b! x7 m1 y8 y% P6 o- \" Tt = 1; ; O; _' ?7 u( j: R6 L8 E) P
maxT = 100; %最大迭代次数1 g- u4 q& k5 l1 A2 {& G
dim = 30; %问题的维度8 r  G( Q! l( ]+ p0 o$ V6 V
sizep = 50; %种群大小) ^+ m/ L7 t* y4 E
xmin = -0.5;
! o& h5 m' o8 l. B( Xxmax = 0.5; %位置向量的范围
+ ~' ?  n. Q0 h1 h% x7 f( a/ X
9 w2 y- m- T% lA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)4 e% {8 D1 w' c) T( j# R& w
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
( _6 l5 W3 l( t( l: gQmin = 0;         % 最小频率
" i. `  Q: ^, b* i' Z" z7 K* TQmax = 1;         % 最大频率
- B( \7 N2 ?& x3 X' r4 [( J1 c. C) F% y, w( [, g/ y1 U8 y/ O- Y$ W
%% 初始化
) f* X8 L( u2 {5 a5 R5 m! _8 E! B' J5 B+ \
Lb = xmin*ones(1,dim);
  A4 b5 W% B/ E2 M% V1 XUb = xmax*ones(1,dim);
5 m& y. w: Z" opop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
! ?7 ?# Q7 B0 c7 E+ a6 Q- Tpopv = zeros(sizep,dim);   % 速度
7 B: R2 p) m4 `; vQ = zeros(sizep,1);   % 频率& q8 A% a% X) ^% m; O7 {. ?

( V& A) M5 ]5 Z9 ]6 A; S; Npfitness = zeros(dim,1);
3 N; k0 h4 Z2 _2 k" ^" Q. Y% e; s3 ?1 a( bfor i = 1:sizep' r4 _! z* ~5 P& Z- Y" r& @
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价  M) ~" R0 S6 b$ T
end
: `1 i/ \. \  K. M[bestMin, bestID]=min(pfitness);
- t' @3 N6 w( \  M' @; wbestS = pop(bestID, : );' b/ z: ~$ n# V6 W! J! C
bestArchive = zeros(maxT,1);0 ~* d  j8 ?6 ?4 q' r
: X1 C: }7 O  d0 x& g! l$ c6 }1 J' ^
%% 论文中的新策略参数, x) _- S8 k4 `1 U" w

: T( k) s* V1 J7 W: j( ?( Sumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
1 v0 U$ X5 q5 r6 v# ?9 tumax = 0.9;6 w- D4 ?- i/ {5 B9 u' Q
sigma = 0.2;
% K+ ]2 z) m: H3 Z( K) j( |
3 p9 E8 Y4 H4 B" ~' cR0 = 0.1; %The 3th modification
& R3 M3 `0 d8 ]5 J: p/ D& g& fRupper = 0.7;
% p" g0 Z" I* d& AA0 = 0.9;; \5 ]7 J! e4 b# {9 ]
Alower = 0.6;
4 N* r$ m# f% K& y) I8 \3 ], G* I. g, @! \2 {2 R& x

0 ?  K4 \8 s9 o: n
/ C/ o2 r1 ~. X4 A: t& e- t%% 具体迭代过程7 i" |! z) u1 M# ], i
, c; V/ E9 ]/ ]$ |4 z' i! L0 v
while t <= maxT
' t$ o8 E9 L$ K7 v2 F4 q    for i = 1:sizep+ e! R6 i. }  c. c' W9 F
        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();8 {5 l7 o4 J6 T
        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)+ r$ y+ {. }- a' l
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
8 {1 ~& e) `7 D' a% V( W; y  K        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );
; Y! ?! K7 v8 h4 s( `        % 脉冲率7 N" ?" b, K; e* z3 R, D" m9 G% T
         if rand>r(i)( d9 O  _4 H' Y1 K  ~  t
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);( e8 @' z& H) T! |2 h2 v+ r
         end
" a- _) ]6 G8 P' W3 i" |5 U6 @  x0 x         fitTemp = evaluate2(Stemp);5 E* M' K5 d! N0 H
         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))
0 v, J* U' T  o7 b9 B            pop(i,: ) = Stemp;
% w; H7 @1 L4 j  K2 F( J' ]            pfitness(i) = fitTemp;
2 H4 n1 k3 l3 ~. O            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
" \- r; Q: c8 ?+ h: {+ ?& r            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
7 f2 V; U6 @6 k' j3 {         end
2 z5 m. I. G  i, k7 q3 D         if fitTemp <= bestMin6 _8 `% K6 B& R) m
            bestID = i;
/ _: m% D9 v5 y5 a% v            bestMin = fitTemp;* n  X0 U' j1 u4 F* Y
                 bestS = Stemp;  s) c' j" \# x4 p
         end
8 q3 j/ @. v; l2 v    end
7 k) {. q5 D1 X. B+ Q* n( W7 j2 N+ J2 K( r& o# `
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)2 B; ?2 D7 \# q
    interXfit = evaluate2(interX);
! s! b. J& E9 g& X5 `$ v' x0 x    if interXfit < bestMin
8 O1 K. q5 Z3 _$ {3 N1 s        bestMin = interXfit;
, c. e2 [) s' I0 o        bestS = interX;! T+ a* d' S5 E9 o9 h! S0 ^
        pop(bestID,: ) = bestS;  g. N! o8 ~, l( K$ u" |2 C5 N0 E8 L
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;# [* s# F" g1 f" P' ?: E6 f- u
    else
. m# f& z- g4 i9 J" ]/ t. Z        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
# J$ v! d+ Z: F' H            bestMin = interXfit;$ ?2 ^, N! k1 ~
            bestS = interX;
5 l4 m7 E; J; k            pop(bestID,: ) = bestS;
" R4 r7 p, N. r$ Z$ ?            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
: \2 T+ F* K! c' o0 I! j        end& z# I8 [" c/ O2 n
    end
  s9 Q/ @- k" v( F; x' |5 U: e" {4 m4 V7 U8 @+ g- \8 C
    bestArchive(t) = bestMin;4 X, r6 @' n$ G
    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
' t, @# p- W1 l* l, G/ u+ G    t = t +1;
' d$ S9 T$ m- l4 }+ m7 F! iend# V2 G$ s; x# d$ v+ V3 ~3 R5 Z* c# z

; e5 d" e  z+ [- V  ^" ?1 Y% ?$ q3 q2 O: u. _7 D1 _6 p4 S
end%.m end
* a6 g! D6 u: c7 a* D6 P! P, i/ t

) [( l" K9 x2 {& s5 \7 b评价函数:
7 R* }( X& @( [, b% _
% C: q$ m( r% |+ K4 f# K5 c! ?function z = evaluate2(u)' w2 b/ j7 p  R% h9 T  M
%Weierstrass
: [* ^, V& M# S5 r4 x8 T
$ O. ]& s/ z$ Adim= length(u);4 h3 L. U5 ?* f8 o7 V
sum_1=0;" M/ b7 P4 b+ @9 l6 k2 x
sum_2=0;7 @# k  g+ N$ N; w
sum_3=0;
5 `# U7 x9 P) R! ya = 0.5;
5 v$ v. z+ @$ A( G8 |1 H1 w; Mb = 3;
% y. }0 h2 o; }  x7 [1 h1 tfor i=1:dim
6 K( }) k$ V: J  u: @! C    for k=0:30/ G/ X4 H5 L6 c) U
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));/ o( z7 G, P" r  f3 V5 l9 }$ n
    end+ z( K- O1 m- u) Q8 k  o0 _  h
    sum_2=sum_2+sum_1;
% u6 J  i$ V" X$ n6 V; G( |    sum_1 = 0;
* s5 J1 n+ m2 ^6 t3 G" vend/ q& z2 Y5 [0 _% F
for k=0:30+ m0 p& r0 z& A% H
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));+ t$ p6 O/ d: y. ^
end8 l& U2 i1 Z. j% d
z=sum_2-dim*sum_3;  X- v! ^3 Z+ |: C0 I
end; o2 k6 U+ C7 z) X2 D

/ n. M: G; @+ p
: f# Z- O/ P2 S$ Q  }- m% O
: N& z6 X, g! e& E: w流程图- [8 g  e+ k4 K0 @: Z$ q4 X
5 ?! u. D2 P9 {3 T( J4 J" U# b0 ~

% G6 r' G& }1 ?7 x0 vfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()
2 v$ h, b* `# t%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight4 T9 I8 B9 ?. t& K9 {  N. G+ S
# G' }. G# V' ^4 f3 i5 z: [1 |4 r
%omegaxyz.com QQ: 644327005
6 E  @* W  }5 V. ]& ~  d( A8 l9 t  ^
clc;
( E7 }( k- ~7 f3 t. g/ T%% 经典BA参数设置1 ~" o% R6 Q6 N) q8 }+ O2 v

  g+ Q, Z2 `2 [* E4 j3 Qt = 1; 6 s% E' C% f  _& o& H* w8 a5 U
maxT = 100; %最大迭代次数! d! c: `2 D, c; ^& T
dim = 30; %问题的维度# ]  l& m0 q% f  Z+ A7 U
sizep = 50; %种群大小
4 e" m' E1 E; b4 v! ?0 W' K" ]xmin = -0.5;
: U5 ?% E. ^2 n! T) A4 f/ `2 }; kxmax = 0.5; %位置向量的范围7 }& f4 N$ k: F7 q
( {) c9 ]0 f* v( L
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
) a2 x  |7 `) j/ |$ }% hr = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
( T( T+ ^1 G- qQmin = 0;         % 最小频率
/ Q& z) P" N! SQmax = 1;         % 最大频率
' G1 n* X" i" K2 @/ Q
& \- d) f! S* @2 e%% 初始化/ z4 H; B4 N0 l# K
; x, ~# ^5 v* l! ~# q8 |0 u8 L
Lb = xmin*ones(1,dim);
: A4 I! w! G0 `" VUb = xmax*ones(1,dim);. @( n! R# ?* s* X9 W/ o0 n4 A
pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化1 z5 G7 i3 t: X" x" P
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度
4 I, m2 D9 T0 [4 z3 QQ = zeros(sizep,1);   % 频率! O! G6 u& C) @2 x6 s  @

, {) u) U9 I/ R$ R) a: jpfitness = zeros(dim,1);
; p, j% y6 e, q- ?$ \for i = 1:sizep
, |5 C- u4 M. Z& N* T    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价- L; J9 l: q* \& Z8 E2 O4 G6 p% |
end
: T1 U' F; l- W; A[bestMin, bestID]=min(pfitness);2 Y4 I0 }3 d: W  e2 D8 n. D5 U' e
bestS = pop(bestID, : ) ;- t  Z7 A" J7 |' C* S
bestArchive = zeros(maxT,1);6 r& ^; J$ A" X$ m* `. r5 n" r
% l/ B3 {; n" T. }
%% 论文中的新策略参数
( g% m" U. }7 u5 {
& v$ Z9 i9 n) [6 Y' B4 Yumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
$ L" @+ Z% H! uumax = 0.9;, S& c0 n' q0 C4 D+ ?  Y9 M* F
sigma = 0.2;
4 F! z0 u* j4 O5 _2 m) S! t9 v' R' V1 t' _- S
R0 = 0.1; %The 3th modification% f# p0 S; z- y, S% w# K2 ^0 e
Rupper = 0.7;
$ a% J' K: K9 `9 G( q+ y% KA0 = 0.9;
! w; o' @, ?! V9 G3 oAlower = 0.6;
/ ]( w- V9 s; y; G( Y7 M. r! X& z7 {. ]- a' s

" b4 L6 w9 {5 Z4 I
+ V' \- q% M7 ]1 T8 g. y$ f%% 具体迭代过程
' k/ S( }4 x& y: K; E2 B  z
8 y0 K/ B6 _& x8 N" {/ {  w2 R2 Swhile t <= maxT- |8 ~2 W) G; p
    for i = 1:sizep
7 a! D. {# [* n; Q        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();& q+ Y7 l: q2 l6 f* E
        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)
; U9 B/ _8 e9 t  |: f! h$ d; k        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
2 P/ [) L4 W" ^. E; v- a        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );& S: p0 @7 O7 N1 V0 Z3 ^4 E! r
        % 脉冲率
- F' t; N9 W* z2 E  f7 _; f) x         if rand>r(i)
# p- T0 S: h6 ^: M, w             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);/ Y: I8 S9 [, e
         end* \$ E- i& Y1 J+ X& k' ]3 |
         fitTemp = evaluate2(Stemp);# z  U# h% I! e  j9 w
         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))* q  b' U2 H7 F
            pop(i,: ) = Stemp;
/ Z6 z4 q! w8 |1 q            pfitness(i) = fitTemp;
. C: V. ^0 y% t, z. ?) G            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
0 Z3 o/ J+ W  x3 O9 V! a            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification4 u% I+ w8 J* y7 j
         end
4 j3 ^3 v" h8 k* \- m8 I         if fitTemp <= bestMin
# j( \3 G  P( p" S  m# a            bestID = i;
2 m- I5 v+ q# ]            bestMin = fitTemp;( Y& j" j0 z' C( H! h$ L, q1 z# z/ q
                 bestS = Stemp;
8 s9 F: {4 f% P* Y  {  y         end8 C) A+ C3 E. m. p/ {
    end
- d* S2 }) S; z6 W
9 X/ E( i8 u9 U9 z# [5 M    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
+ X# F; R8 p7 R2 W    interXfit = evaluate2(interX);3 E( z4 C. R( s7 a
    if interXfit < bestMin3 ]( [% p' ]' Z$ v
        bestMin = interXfit;
  W0 F' q9 u" P# p  L( g        bestS = interX;
3 V0 t0 H" z9 D- C9 E- d3 {        pop(bestID,: ) = bestS;
9 K+ X3 \# C3 C% L, S        pfitness(bestID,: ) = bestMin;' ~* g9 t& h% k; M3 j' m* T" V, E9 O
    else( k. O; [0 M% v2 S8 a
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
* ^: r% K0 T8 N, B: K' v" i; x            bestMin = interXfit;: B2 H* ]/ n; X$ r% ]2 T  J
            bestS = interX;
. W. w+ c6 i4 R8 g3 n: s3 k; t            pop(bestID,: ) = bestS;
, D8 y0 x* ^9 |& H            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
9 Y" Q8 V0 v/ A, x( [8 `        end
% k9 \& M  H7 E7 ^6 W( v    end
: d4 X+ P  O* u0 d& C+ T5 N4 o# L1 Z9 _4 n: [" C6 t8 V8 p
    bestArchive(t) = bestMin;
/ b- x" @% s# p3 V% S6 t7 f    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);0 ^+ y# R2 ~/ O) R0 ]/ Z! \4 s( N
    t = t +1;% E7 J( V" H6 W" j) n$ ~
end
7 K. u2 s6 O5 r- I; O7 ~/ y& \! J( d! ?$ r

0 r4 D! V; y' ?  m5 d, Zend%.m end$ ^. V9 R1 m. q
/ W* E# d) x+ Y+ T# N( z
( i. W! \) y8 M: N' F
评价函数:
/ H' {% l9 Q6 y5 n5 p6 o- }6 x; ~; B" v5 j2 Z0 Q
function z = evaluate2(u)- n6 P' K* T6 J" `
%Weierstrass; v- L4 ]! R% j" P
4 O& N  g( I& C3 Q0 r" q9 c5 G# j
dim= length(u);
/ _: w, ^$ k& w1 r$ b7 @) J" \5 psum_1=0;2 d3 F' K' \7 Z  T. j
sum_2=0;4 O% {* f' D8 H; U3 o3 g
sum_3=0;
+ B2 I, f0 E5 p5 h* xa = 0.5;
) S2 O4 K( C# x' T6 X6 yb = 3;+ o$ Y9 W7 p$ C0 Y
for i=1:dim7 Y6 ^( U$ g8 ^5 F8 C0 W
    for k=0:306 k9 @$ \8 S4 x  P% h; Q+ Z1 t
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));+ g' H! w- J) j: d1 w; r* P
    end
3 k; K& o& J, C. G0 y3 B8 ~$ ]% ^    sum_2=sum_2+sum_1;
: l9 y. t/ s! W) D. R" Q2 w    sum_1 = 0;
! N! q' w) p) a3 N( e2 P9 fend  Q' e4 }/ U2 n: V
for k=0:30$ v, R  f) q& L4 w
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
2 W& S& t9 n/ K+ ~" m3 V8 j( wend' R( E  H' t& z( p7 n; V  o+ z
z=sum_2-dim*sum_3;
* o4 J5 f3 l) O! oend9 |1 l- M. j1 e, W$ h

( Q8 E% c/ X7 _2 r
3 T3 q% H% P$ E9 X8 q
作者: uerriup    时间: 2020-5-14 10:56
基于迭代局部搜索和随机惯性权重的BA算法MATLAB实现(ILSSIWBA)




欢迎光临 EDA365电子论坛网 (https://bbs.eda365.com/) Powered by Discuz! X3.2