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粒子群算法

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发表于 2020-9-16 13:57 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
; J( \: Q& v, H9 E; b2 E
%%%%%     * B9 ]: E: G" E, _! h  M
函数名:
* J0 u" z; ]# M# C  T9 c  initialize_variables()    %%%%%2 W2 J* h" j# c5 w8 E/ s4 l
function f = initialize_variables(N)   
: w6 K. W$ ]# e+ F/ h3 E) Smin = 0.1;) P+ T$ T: @- m
max = 400;  
+ R' M8 _# y6 p  @) M( c( Z) xVmax=1;, s) i2 @  T/ o3 p, [
Vmin=-1;   + b6 H9 Q; g/ Y& h
%come to here  
* z+ ~9 b4 w7 A0 e; Y4 w" TM=7;
, p& z2 o2 a# c6 [6 t3 NK=8;
$ d6 ?9 q. z3 `" H, S) H4 Afor i = 1 : N8 l8 }3 d& [( @" i! u1 X
% Initialize the decision variables4 d( t: F7 c6 @+ g' O6 \9 s
for j = 1 : M/ M8 r$ c9 I- Z
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random
7 I+ J8 |* p; R6 b) P! M  [# P  kend# S5 [' j8 M# q3 r9 R
% Evaluate the objective function# M  H9 e& C- ]* N. y0 b
f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  
9 ]7 e" {/ P3 Zfor j=K+1:K+7" D4 s- T) x2 b# @& y5 ~4 |% Y
f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);' @# ~: ~5 S- u+ t
end5 e2 p  I8 y! W
end
0 U  f" f' [8 t- |! A" {( j, N0 R# G5 |. u/ N" }# I8 D3 T
" e( p1 M9 Z) G  V

! l6 M, n  R9 p* b+ Z%%%%%2 A. n: R, K: R
%%%%%
% q+ q2 k) S- o5 p函数名:% \9 l" z/ F5 l- m1 t; @) P
initialize_variables()%%%%%
. J" Z- V4 f1 T) rmin = 0.1;  $ [* Q. s7 X& ~" n: A5 U
max = 400;  
. d( v+ l" @; y; O& e6 Y! |Vmax=1;
3 R  S4 R# d( r/ l0 G& aVmin=-1;  " h* ?; b, I9 t4 y- s
%come to here  
; w& W% o: I" ^1 `  i  m* l3 x- }M=7;
! ]7 c3 K; ]4 e- E. o& S4 ~6 BK=8;! W; h+ m" k8 y; A1 h% C
for i = 1 : N+ E2 Y$ q1 Z* V/ G
     % Initialize the decision variables
5 g$ b- ?6 A4 k, \' J- v     for j = 1 : M/ f9 W5 g% g4 I; t
         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random$ l$ P( ^% ]* z" v1 X
     end
; C) ]% L% ~+ Z, Q/ v4 r     % Evaluate the objective function
* R" }/ @. b# D6 o7 `4 g     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  0 C) Y2 \+ y" Y
     for j=K+1:K+7
  s% ^: @/ h+ r% {4 T5 ^# e, S         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);- L7 S/ T8 ~/ H4 L, y& D5 f2 p9 L0 \& ]
     end3 Z" r' ]% H8 i! [
end
" \3 Z8 p# v* L8 V  ^. C" S$ _0 J2 t, }& A

" X) f8 i/ ~& q6 E2 g" Jfunction f = check_band(x)& S7 q! o- R) G" P3 x0 a% |
[M,N]=size(x);
6 ^6 D8 I/ P) ~( A  u' y% ?9 u! Ofor i=1:77 m# w, U: {( _  y) n' i/ A8 `7 H
l_limit(i) = 0.1;7 u  K0 j9 ^! ^1 g" G1 k
u_limit(i) = 400;" r: ^. z, ^; m3 Y* d' k4 x8 Z
end6 z. h& x: x* z( d& X4 Z
for i=1:M4 c1 w$ K5 ?6 o( e
for j=1:N, b; `# ~6 P2 c
if x(i,j)>u_limit(j)8 N: r. N; I5 _' w9 ~1 Y4 F0 s+ N
x(i,j)=u_limit(j);
. H1 l+ W# `# f* Q: r8 melseif x(i,j)<l_limit(j)& p" g6 l' ~7 X! }7 s
x(i,j)=l_limit(j);
2 |+ H& m" j( s0 N9 i" T& jend: d) ?: ?4 t1 A; l: _2 {* ~  m
end: P% L. c' ~& G0 J; V
end
0 M. R8 p2 }6 u, A8 c  [/ r& P- Hf=x;  X- |* R/ b+ i7 l

5 Z) j9 @0 [: D& @- {; t5 c) y/ j$ N
function f = check_band_v(x)
6 m/ V: G& D$ l& q; d[M,N]=size(x);     
! h3 T  U6 X% I: ]; w, su_limit=1;* C9 z/ G( E1 K. ^
l_limit=-1;
) T5 [7 z. s6 s/ f$ Q% M) Qfor i=1:M( g& r* g: w8 ?" H0 X' _+ _( A1 R
     for j=1:N
( m; m2 I1 L6 b         if x(i,j)>u_limit* [5 M# v7 W( Z$ A( y
             x(i,j)=u_limit;( Y2 b7 O3 u4 W5 L
         elseif x(i,j)<l_limit
( h, {+ w/ l; F5 l6 k, S; f             x(i,j)=l_limit;5 X, r! v: w0 l6 f3 q! @2 K' |$ I
         end
/ S' p. R# C  I2 L2 x     end
8 O$ H$ J$ C9 v: q1 Nend. }+ r( ~( ~) x! f- I% G
f=x;
/ t3 W' j. h# H( U/ x, t5 l/ y3 B% l
0 O' a% T/ n' @
function f = evaluate_objective(x)
$ M( j; M3 o' ?4 K& Ef = [];4 i  }- X8 X1 O& e1 V# c
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. X- U" b! m% `2 {5 C$ |
,0,0,0];
+ K7 \3 k7 ]2 \; C4 @# ^B=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';, m7 K8 H* n5 Z6 a+ p2 d
C=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];- R( C$ Z- g6 N  H
D=0;
; s8 v/ ?  G6 p5 J7 v3 d% SH=ss(A,B,C,D);
# t9 c/ V+ }% W6 ^" g" V& j3 x+ Qq=[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,, d9 q( ^+ u7 `# P3 q/ G
0,0,0,x(6)];
; E. n- A: N% H6 V% }' Q5 \! Y) z+ Xr=x(7);
8 A* G0 I9 h! X; t) o+ [k=lqr(H,q,r);
% W3 e' y: B. _# t# p0 e9 |3 {a=A-B*k;
; Y& S/ T4 ~7 m4 M; ?h=ss(a,B,C,D);   3 [* B* S8 @& D' g6 b
T=0:0.1:7;
2 b9 x" c  K+ q2 n) {$ o1 E# X[output,time,stat_vect]=step(h,T);# O8 k$ R7 d( Y5 Z: _* R* P3 }
%output
7 v* Q0 ^" T  e/ K" @3 l8 n9 s/ G2 ?%stat_vect1 W% K; I  t4 r3 _$ |4 ?
sum_1=0;
: K8 E, C; S* a: bfor i=1:1:71$ k6 k8 W* J6 L/ v9 p' L
sum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';$ I- S* j' O/ [+ |( n
end' E8 c; N! c, f4 c  _& i
f=sum_1;
$ y+ i1 Y: z6 Z! [  i% S0 A) w+ F: T* m0 {7 h; j6 ?+ i2 F$ S
7 Q* c( |' y6 z6 d

$ k( J8 O( s1 h' n2 f/ i附录
6 Q# n/ _4 k+ y, v0 V% E  VC8 k, |+ M! Z" I% e9 ?! \* O1 U  Y
粒子群算法程序:
2 L8 L, r' Z3 p
% k. l/ {6 {0 S' Y& u- M1 Q%%%%%$ h$ k+ R$ c7 ^& c1 B# F
被调函数9 e6 w; s1 f; M5 u9 n! {
1
2 T' U+ g  F% l$ M$ A3 |# Q% l8 p3 v5 O& M1 m7 [# O
initialize_variables()  2 C# T) F% o, o8 }
种群初始化函数/ k% \! t5 ~/ l. Z& S; U
%%%%%
# _3 b2 d6 q; F% h5 u5 E+ X%%%%%' |" f8 H/ D& ?0 B  u. Y1 i
被调函数8 S) }  k. l# a3 h. M& o
27 u- f' \% I; C3 }# n
+ y( ^! F0 E4 f
evaluate_objective()
; Z+ g  h! D" A! w- X# {4 T计算个体适应度的目标函数
# ^6 [' U6 g+ A. F( ^% ~/ a%%%%%
1 \5 |9 `9 _( o5 Q7 C& b2 ^3 sclear all
! S* Z, B: }, W4 x$ \clc
& k5 g8 p6 g* Vpop = 30;%307 k+ i1 [- m, Y. S  |3 c6 F/ a( |" h
gen = 50;%50" C( v' b. n# v2 D
M = 1;   %the number of object 目标函数的位置. T8 z) e4 I; w! \- E. k
V = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数! T. A  E) A. c+ `
wmax=0.9;
) i, m! D* C/ A+ L5 R) Xwmin=0.35;/ D  s* ~& ]8 `# R# o% v8 K
c1=1.3;: }, Y  D+ [" c9 ~& j  f& ?' k* q  q
c2=1.3;
' s5 w, P4 g0 Q4 Ofor iter=1:gen
. q% _4 X& n9 V- Z6 XW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;# B/ k, o" o3 D1 h3 e
end     %计算惯性权重 inertia weight+ ~: t6 ~4 Z  R; B
chromosome = initialize_variables(pop);  %变量chromosome是一个30*15矩阵,里面包含30个个体的信息
  r8 s+ p" C1 g! n" @# X& H5 wfor i=1:pop
. f5 K% Q4 F' X5 ~    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵/ n; M/ D5 l8 F) M; t" l
end2 }( M3 ?& |) T& ?; P8 l' ~  r
%初始化gbest6 k) g- D) Q" i% ]5 ?
[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序1 C+ x4 {* F$ o) n
gbest=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) L- S% P0 A# I' @
for i = 1 : gen0 T+ U& U4 ]5 S$ N
    x_temp=chromosome(:,1:7);
, Z% L8 Y: d6 W, ^3 E( h9 ?1 D9 g, e    v_temp=chromosome(:,9:15);
/ l5 P/ H' A- F* F9 W7 O# {    pbest_temp=(:,1:7);( J7 c+ |3 B( o. ~
    for j=1:pop# H/ \# [& E! y5 J( |
        gbest_temp(j,:)=(1:7);
+ T0 ~9 n1 C3 L7 ]5 \    end6 t) U( e$ x% r

6 Z, W& r- ]. [8 C4 ]. n
: d# e) ]* @: U$ H( p) R! F2 S3 f7 c: G* Q# K
new=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);
$ G! C2 U# I9 E4 F$ O    x_new=x_temp+v_new;$ ?2 b) @# V; h
    x_new=check_band(x_new);4 p# @* ?+ E' z
       for j=1:pop8 a8 N2 m4 L) M3 i+ ^3 }) H; ?! d. C
         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵  U* R+ C5 {2 d3 }( N3 m, T
    end
: q/ ]" N3 m* F/ @- ?       x_new(:,8)=f_object;3 Q  _* C# t' U3 N$ r+ c1 D
       chromosome = x_new;2 s7 R2 w# g, J8 b6 L/ [; t+ {
       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  
' O& G, L6 F% r/ O# e) Q7 x       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
7 P! [) }* p, p& e! Y         for j=1:pop
! ?* L! c! b  E% u         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)
. t4 @) }1 U* w; S( a8 Y$ R             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);" `1 m9 e3 y4 W: }- J/ s9 g0 t
         end$ u, H* F! }1 d) O$ I, y
     end
  K9 _- g9 K% e, M  |) ]/ o9 Q     chromosome=chromosome(1:pop,:);
9 ]: c3 o8 x6 F6 O( Q$ Z8 \) R     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);9 N" {. z" {% t( N$ N
       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));9 K  ^4 ]6 ?& s8 C; L9 N9 L; N
     gbest=chromosome(index(1),:);: J) t$ u& b* c
     chromosome=chromosome(1:pop,:);4 Q9 d  ^" S/ |
     solution(i)=gbest(8);4 L) p( ~1 Y/ L& a1 L
     generation(i)=i;
3 y( ~2 }4 W% r, h, ^  J     if ~mod(i,10)5 Z3 L' b+ h7 _/ R; Z* x
         fprintf('%d\n',i);  @2 e; F' y* n4 R6 c* J+ G: _
     end
" f4 s8 u, z+ |  \1 O, Jend
6 Z# c3 }2 |# D# ?+ d5 z1 M8 r         figure(1)
2 R& n. z) ^: Y4 P2 @         ABC_object(chromosome(1,1:7));
" |1 |9 g) Z  a/ Y6 z- A2 e         figure (2)' c* h) N# L5 [2 Z  _$ W5 n
         plot(generation, solution );, ^2 |& [7 \- n; P
         title('QR op using   pso');
- Z0 Q- k8 n4 A( J9 N         xlabel('generation');
: P! V2 j; {( Q  j( S# X& J  G         ylabel('solution');; J& X8 k; \, N, L' f5 n
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!
" a# R, p* }0 n9 e; ]

该用户从未签到

2#
发表于 2020-9-16 14:38 | 只看该作者
帮你顶一下

该用户从未签到

4#
发表于 2020-9-17 11:10 | 只看该作者
我没看出来问题,等一个大神把
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