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标题: 粒子群算法 [打印本页]

作者: lupkpu9    时间: 2020-9-16 13:57
标题: 粒子群算法

* e7 |) G# m6 V5 e%%%%%     / m" Q  e2 T' M
函数名:+ t! F" {5 ~) d; q# S
  initialize_variables()    %%%%%# M/ {4 J4 G  H4 H" ~; ~
function f = initialize_variables(N)   - n2 q" d  g+ U3 @
min = 0.1;
& }% e/ K7 f1 {' ~6 r0 _max = 400;  
: R- d1 g# I( o: _Vmax=1;
2 J% b9 E2 c' B+ z3 ~) y* n. e3 TVmin=-1;   
3 a8 L7 s% A8 B! o5 c. Y5 G( ~; Z6 M%come to here  ( l: _/ E+ [$ z- @5 q2 C7 V3 W
M=7;% h9 b+ f8 s6 G
K=8;$ A% K" m% ^1 U  E
for i = 1 : N5 a: h3 p& T' U5 c9 {' W
% Initialize the decision variables
9 g% |4 j1 `+ h* z5 [for j = 1 : M2 R) a$ f; Z; y
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random8 k: V/ m, d7 T
end
9 [9 s! V; @. }& I' `# K( W( P" F# w% Evaluate the objective function
, d0 C* S  e/ _  L* i' if(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  
* V6 ^6 v# h7 g# [2 o9 g/ X5 @% pfor j=K+1:K+7' n" k5 A5 G2 |# l! C/ G& P
f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);9 [7 T  \4 }& F( O( p+ }
end  m& e, j! k. j' N1 p, W8 A& i7 z
end
% m. Y# {4 W# o0 m& D" e. A0 {/ g4 S$ b
8 d( g. u/ y5 ]0 t0 l5 @

3 {- L6 b; S2 `0 b) P6 V& D' ^! }%%%%%
# P& S6 d- D* j  g# L. [7 M%%%%%
3 Q# _2 T! }  \9 r函数名:
/ O+ i; Y" y5 S& r: }initialize_variables()%%%%%
& _) V- Q0 R: n; ~+ hmin = 0.1;  
8 F; ?6 I5 X# U1 g, d' ^max = 400;  
& t/ ]) ?, ~+ x8 |) VVmax=1;
) _8 r; B# c# j3 lVmin=-1;    q# E7 ~4 k/ t/ ]" P
%come to here  % S/ ?* _6 Z* k- T" ?
M=7;. E2 f$ C/ x( T3 n4 B
K=8;% _% q# ^9 d+ w8 X' j, z
for i = 1 : N' [: f- F* m, K
     % Initialize the decision variables/ G6 ~( k$ C, `, L* h/ X; T
     for j = 1 : M2 T- N7 N- J& K% z# G/ \; ~
         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random! `. ?. l  R) `8 T, Q4 f
     end3 \' P( s( g$ Z2 U8 g
     % Evaluate the objective function
( ]3 o$ n, g/ m( }: _     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  
- A* `/ x  R8 x8 n     for j=K+1:K+7* T0 A" x( o: g) |- @. H
         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);  t3 U# ?) B: `3 m$ p3 v9 F
     end
8 x# U1 ]/ V% }8 W9 |1 V1 Gend
$ v. C: r: l) [! z8 \
7 F4 v6 J/ I4 f( ?  a$ _' a* z% H
, _  W( N8 {9 B% n% ]$ K3 G- Qfunction f = check_band(x)
. c+ S, X7 Z, s- N* U# h- n6 ~[M,N]=size(x);2 i% q/ r5 f  B+ a6 q; Q
for i=1:7  d4 y) N: i, a; L& L4 X7 s2 |% V
l_limit(i) = 0.1;2 {8 W# L8 S& k1 |& a" |+ l
u_limit(i) = 400;3 G3 w* l# u; U
end
& F2 |% @7 q7 v' J; v6 Vfor i=1:M
/ o- w+ u& t. l9 pfor j=1:N
  i( Q6 c) g% Q8 ]if x(i,j)>u_limit(j)
7 P" W% |) c" O) i; t4 n7 @. Ax(i,j)=u_limit(j);  v8 l' a$ ~# Q6 n3 Y0 p/ @
elseif x(i,j)<l_limit(j)
: g& L) P  |7 y' Zx(i,j)=l_limit(j);
7 ?( E' w$ u& T3 T. rend
5 |% x& j- Q5 b" Mend
" I+ N' I+ i* G! Yend5 G" Z3 z+ T1 S% f8 b1 h, D
f=x;* t1 L6 o9 H* L& T/ l" D
$ g% {$ i! z+ [- I
- O% Y& s1 X! g  A+ L6 I" L: i
function f = check_band_v(x)( A7 q* [( U7 M4 H. n4 ]
[M,N]=size(x);     
2 j* F7 |  E) p3 l! J( u- }+ K2 |5 zu_limit=1;7 i  @$ G. G" f" g  _$ m
l_limit=-1;! E# p7 e2 ^( m  h5 |! V4 W
for i=1:M$ S+ _$ r0 L0 L* n" L1 Y: ]
     for j=1:N
, N3 I: o* s  {* U/ V5 s# C         if x(i,j)>u_limit! Q5 A. b' n; N7 ?8 _! L' c7 S
             x(i,j)=u_limit;
6 b0 Y6 R7 O& `/ @; G' l         elseif x(i,j)<l_limit
( t1 V& a! n/ t% j  `+ Q! i             x(i,j)=l_limit;
0 q, D, p( R1 {* Q% ^$ j+ y         end6 d+ P' _% c  Z1 F: \# l7 Y. o  n
     end) \2 r( k+ K/ c9 E# m, X
end9 I0 d4 c& V( l; h0 I1 o  K
f=x;
* ~. {$ s' M( P
- H7 i4 F; p" G' }. i  Q
- l# X6 _; s( l4 |9 Rfunction f = evaluate_objective(x)
: M+ `4 \8 x% B- Wf = [];; `1 p* h% h0 T* N
A=[0,0,0,1,0,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,0,0,1;0,0,0,0,0,0;0,86.69,-21.62,0,0,0;0,-40.31,39.45
& W. _. p1 G. `% Y* Z& a+ b+ e3 F,0,0,0];; t( M# g# g6 X; z1 t7 D- o
B=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';+ s% N9 f4 b0 ~5 S  P5 V! @' e
C=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];. U: a, a4 W$ r8 i- ]( j6 E" K3 Z
D=0;# }- ]" K( r+ }, K* P
H=ss(A,B,C,D);
8 j. c3 j+ @) F8 [q=[x(1),0,0,0,0,0;0,x(2),0,0,0,0;0,0,x(3),0,0,0;0,0,0,x(4),0,0;0,0,0,0,x(5),0;0,0,
& ^- p+ c9 M( C( A  M) K0,0,0,x(6)];0 a# W1 Q* }9 W# v/ z
r=x(7);: m- A7 x7 P& `( t( ]0 Y7 ~
k=lqr(H,q,r);
4 @7 M& t: l- Ma=A-B*k;+ @% ?! k9 @9 f
h=ss(a,B,C,D);   4 c, L( K4 j+ I& D# Z* c/ ]/ _: x
T=0:0.1:7;
# d; t# J  B) a# o' r# k8 |[output,time,stat_vect]=step(h,T);
0 ?( l1 n& T0 U& ~%output7 K8 L* c1 r+ u& m7 ]& `
%stat_vect5 K/ ?8 f7 a' J6 h$ H
sum_1=0;
; V# k6 m3 R6 b! ufor i=1:1:71: k% q( |1 X% S( f  B  P
sum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';
) U+ f% \1 @; O; Aend% ~' R  n8 s7 c; Y/ I
f=sum_1;
8 P1 J0 O" \  u7 M2 d4 x& P  \( J  s5 N6 l
0 ^3 F: q  f6 S7 V) H, [* a0 d& ^
$ |* c# t0 Q" S
附录
0 I: C: Y: Q6 n3 g7 Q3 bC4 L. b9 K: m" K3 b
粒子群算法程序:
+ U+ \* V% g( @$ O5 J; p3 K
; }% L8 v$ k* k, H+ y%%%%%2 F/ |6 ]5 H+ X
被调函数# n4 k5 i" D6 ]' U& ^6 W5 f1 e
1
" e* x: R6 _. m; w$ O
; H  J$ l* i/ q0 K. [9 @initialize_variables()  8 @4 k9 L7 W# {( y2 C6 a! ^
种群初始化函数
/ \  y4 M3 \2 }2 {" M' S%%%%%. t  `. ~. f6 |8 K
%%%%%
. y+ m  ]; k$ x5 O3 k5 v被调函数
; S( T6 A. v  {- Q2
6 L9 ^% ]4 r9 s2 s7 C
% \. k; N8 T2 \7 m; B1 }6 Jevaluate_objective()
3 N/ l$ n! [" M3 A计算个体适应度的目标函数8 {2 S* b9 i8 B1 }9 u9 @
%%%%%
( y+ j0 l& b0 B" o: Tclear all
& Q9 f. G4 D/ Z; F4 T# gclc
" G8 j  v* i$ y0 K2 [' K- m+ Cpop = 30;%30- m6 E) C3 g* H0 W( r; `* v2 b! w
gen = 50;%50
# t+ b+ n2 w7 a0 SM = 1;   %the number of object 目标函数的位置1 A! f; U  @+ s) o) V/ A% `
V = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数2 |; _* C& l5 E1 e: C
wmax=0.9;& \/ p) D, C/ F( a! U3 e
wmin=0.35;. B2 _7 M% {# Z
c1=1.3;
0 Y, F/ k. j1 J: Q8 ]3 j9 |+ f; xc2=1.3;4 u, @) _: F1 O4 j  J6 E
for iter=1:gen: w9 u- O$ i% V& r; ~* @! ?. |# A
W(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;
2 O/ F) L0 f# ?end     %计算惯性权重 inertia weight
9 p. g0 b+ @, r- [2 tchromosome = initialize_variables(pop);  %变量chromosome是一个30*15矩阵,里面包含30个个体的信息
( P+ K' W, W. }' h8 Lfor i=1:pop- B# i/ w7 {9 C6 I0 x
    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵
2 Q1 W4 m5 ^6 ~3 D  A6 kend
# O9 V5 z4 t, ^- J%初始化gbest$ k3 t9 K, H; W8 `3 q+ {' {4 }8 P
[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序
; F5 {6 @9 n+ z6 v) Kgbest=chromosome(index(1),:)  %index也是一个数组,index(x)表示temp数组中第x行的元素在原来数组中的位置
3 Z4 ^* H1 k/ u" J) @3 zfor i = 1 : gen' Y1 p# ]+ }' u# d$ N
    x_temp=chromosome(:,1:7);
: V0 n% \# c0 p: J6 l, m6 |    v_temp=chromosome(:,9:15);
+ Y9 u7 F( x9 u% m, s/ J4 ~    pbest_temp=(:,1:7);
) k2 s* L& ~' `* v9 a( [( _" _    for j=1:pop0 }+ s' T1 {# U+ f0 [
        gbest_temp(j,:)=(1:7);
- K3 o$ n9 A7 i% Y3 @- [    end- ]3 f6 O  W) F: D/ ^) ]. _+ r
+ d+ r: I- e6 X- E
! O" n1 ?1 b' N6 A5 G1 R  E5 f' ?4 I

4 R6 }* O5 k2 o1 Q; l/ Q2 ?$ w# c- }new=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);, ~+ u) k' e) ^. b
    x_new=x_temp+v_new;! g+ [2 X& ~7 X* }$ p1 L( e
    x_new=check_band(x_new);/ q( x) U5 s  r, ?" a
       for j=1:pop6 M3 v& a9 P$ E2 j7 p+ p
         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵; p) e6 \* a" S% N
    end
7 m% d8 O, p$ {8 K0 q5 U( O+ ]       x_new(:,8)=f_object;
+ f6 P$ [$ y% L& j       chromosome = x_new;
, g( q2 \5 f& X* A6 B       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  
9 u  n5 Q& O9 N4 B) K8 [       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
# I/ x% H- g. z% I' z3 m         for j=1:pop
  J; Q! X3 s" i         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)9 a/ T4 g2 b4 R  Q- Q: O4 R& n
             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);
  W! L  e+ ?0 }' `$ S         end; i! C7 k8 @9 |1 R4 K0 ^
     end
( Y* B; L' S7 R/ t; N" }     chromosome=chromosome(1:pop,:);
3 Z+ j- `/ b0 z' |$ B     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);. q- @) L  m: j, D  D( i3 L# }! L9 `
       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));) V4 T# I. a" L$ y* p
     gbest=chromosome(index(1),:);8 G4 h, P+ k3 D/ U& `( h! W; q
     chromosome=chromosome(1:pop,:);, a& `! V! m4 c) S1 V
     solution(i)=gbest(8);
+ x% |2 {- h+ l8 u5 w     generation(i)=i;, _, W# @/ R0 @# A! Z1 ?
     if ~mod(i,10): L( w- K5 ]% @1 K! |
         fprintf('%d\n',i);$ {* l6 U0 Q0 K5 O
     end
% H6 I$ b: ?% Jend# {5 t% i7 `' k: r0 D* T  R* `
         figure(1)! ~2 S: J. N& r* G% @, r( c) d
         ABC_object(chromosome(1,1:7));: u7 _  Y4 s6 `
         figure (2)" S% ?! h: c5 D# v& b
         plot(generation, solution );
* O( q; g( v" p! s4 J         title('QR op using   pso');7 C6 t: m$ m; G! ]
         xlabel('generation');
8 Y0 }) t5 x1 k         ylabel('solution');
" `$ Y" A/ r; @6 N! z( i以上是粒子群算法优化LQR的matlab程序,运行时出错了,请求帮忙!
6 q$ @- u( n* D% S/ O7 S
作者: zaiyiaaaa    时间: 2020-9-16 14:38
帮你顶一下
作者: shuddkk    时间: 2020-9-16 16:16
帮顶!!!!!
作者: llbnmo    时间: 2020-9-17 11:10
我没看出来问题,等一个大神把
作者: kekek    时间: 2020-9-17 11:13





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