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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
( k' R2 |6 V1 j2 @
%%%%%     
3 A8 G- [+ m! O7 p) z4 h% @函数名:
7 [. @& i( J: |4 J7 G  initialize_variables()    %%%%%
& t4 }- m3 g4 @+ {8 M( V5 ~( Qfunction f = initialize_variables(N)   
* o9 J5 X+ \& x0 o8 fmin = 0.1;
. c5 }  B& m2 hmax = 400;  
) O7 R7 O; l) g% x: qVmax=1;
' D, Z" @0 |; p5 i& A% gVmin=-1;   , t; G3 }# r- e
%come to here  
0 J9 Y9 |- ]! }5 m8 J- `) HM=7;
" }* `! X" O9 h1 i7 SK=8;- k, _5 m4 B5 Z0 g* `% u4 e
for i = 1 : N
$ G3 l- q: A2 W8 k, G% Initialize the decision variables$ H/ {2 q6 S7 j% `- T& |- J
for j = 1 : M
/ n! S5 f( a  k& m0 ~f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random/ J% W' ?9 e1 h2 t- t* Q! K
end+ d& A# X, X$ B3 ]6 r
% Evaluate the objective function- }4 C; [- R0 h
f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  , Y& v' G/ v  ?: m" ?9 o! h
for j=K+1:K+7, \! X$ p- D" O/ l% B1 J
f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);* h8 T5 q* Z1 O
end
3 F& v7 H: s0 M& P# }  Rend
* t) j# Z0 l2 y0 Q
% E6 _3 q9 `& q# }
8 R) d: _  M9 J( i% G: Q9 e- g1 ?& C
%%%%%
% F) G) ?  Y3 i0 @. ?  I%%%%%
1 L: D% s8 ]8 W. h, Y0 y4 |6 w) X函数名:
* k. z; f6 }% l: R. w6 D& C1 yinitialize_variables()%%%%%- \& P: _, z; `. O
min = 0.1;  9 Q5 j6 a& \# v1 ?  m
max = 400;  
4 {3 X, M& k, u/ L! Q3 IVmax=1;
. y- U/ t; A3 l" rVmin=-1;  4 g6 W  R" Q5 o1 Z+ e) V" A9 l3 t$ [
%come to here  " P5 A: G4 J0 Q
M=7;: p: H/ ^- b$ V/ S+ m3 o
K=8;9 B+ q) X# ~" H/ n9 k% y
for i = 1 : N) k  M: {' J4 y+ p
     % Initialize the decision variables
' F5 Y) O1 H( z: E     for j = 1 : M7 y; O* {9 X, m3 I
         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random/ m& Y9 r9 Z" I8 m+ w$ ~5 @
     end6 r) e, V) H  ]6 k' r: W* p2 r! r
     % Evaluate the objective function
' Z7 j; F( k5 Z( T     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  9 c7 X( M) r& q0 P
     for j=K+1:K+7+ {% ]  a1 m% w7 R. d) f. b+ Q" z
         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
% Z1 L9 r5 i3 h# I8 a. T" I0 X     end8 P+ g% C9 H$ n' w8 f+ z3 Q
end
3 G/ G1 y) X) D# n4 ?9 V8 ~0 a% q" F
+ k5 T7 F: y, S6 Q9 b7 n' H- n4 C; z& H1 |" [* u; [
function f = check_band(x)0 L2 J% ?4 C/ Z9 `' K
[M,N]=size(x);
; B/ F+ o8 r  lfor i=1:7* O- U$ J6 }# F8 E3 m$ b! m
l_limit(i) = 0.1;1 @. f- ~9 [1 k* X
u_limit(i) = 400;
$ W3 o2 T! R4 ~/ B, {- Zend- P/ r7 d4 R/ y& T) h8 k
for i=1:M- f( ~( l# K( V4 L5 R
for j=1:N
- u; g7 Y+ e) p- cif x(i,j)>u_limit(j)
* b9 z; |5 ?+ {  ax(i,j)=u_limit(j);
( p# f4 _4 u! @; w7 {3 h5 lelseif x(i,j)<l_limit(j)6 C- f3 @9 Z! K+ A: Y8 h3 l  x0 ~
x(i,j)=l_limit(j);# A/ S1 m0 f: V& U1 y3 S3 U
end
% }5 E, S( T$ r: Y4 Eend
+ G0 g! ~" P. n1 S& r* bend* R# g( ]9 E* ~0 `
f=x;; x! l/ P- |  {, e0 t4 E

# p) ?5 M, q5 l7 P
  O' v0 F+ m, [) ?* g- f0 [function f = check_band_v(x)' i  M* a: C( ]. T: P2 I5 E
[M,N]=size(x);     & @& S- T# z2 I% ?
u_limit=1;2 e5 E- c: L( q# Y/ _) i
l_limit=-1;3 X# E1 {3 K( [9 A% ^
for i=1:M, d8 Y% K4 @% X/ ~- U
     for j=1:N
& L5 i$ x2 m" P6 N* |         if x(i,j)>u_limit
2 u0 `3 s9 Z4 z) R, L( W0 Q2 L             x(i,j)=u_limit;
0 e3 u$ ~3 N4 m. M1 W% H         elseif x(i,j)<l_limit
9 P5 u1 e) O8 k# q( \( \; |, M             x(i,j)=l_limit;, a+ H5 u7 _# p  i4 M
         end$ l! H+ P6 E. c8 F; J
     end
7 r4 j# G: b- V: {$ u# Zend) n) B9 P( o; @# T- S8 X# l; c
f=x;0 K4 X- E% d. n9 X  k

5 Z! [  M/ ^/ v) R9 H+ d6 B+ t. X& \/ [% T
function f = evaluate_objective(x)! F+ m/ r0 w% w  o" H
f = [];9 F4 a' N" @% ]! O5 y. {- L+ G+ I
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$ p( r! l% a, J/ `, O/ S0 E4 U
,0,0,0];
  g- b" q6 N, A9 H' gB=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';
+ N  }+ J$ p& A8 [1 p( ZC=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];* W: u) h+ v7 @( Z
D=0;. {, {$ n& N# j, A
H=ss(A,B,C,D);3 W+ G% P0 F7 w5 l% o( `) S! A  y( f% S
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;0,0,9 s8 E, j! i) S/ Q/ c3 q7 \
0,0,0,x(6)];
1 R4 b( k8 C9 g: Kr=x(7);, ~, u7 F/ b: m1 a
k=lqr(H,q,r);" O7 s/ ?1 U3 f8 [
a=A-B*k;
# `6 P; ^+ G+ M. _. Lh=ss(a,B,C,D);   " B% E, L( w% O( c2 y# \
T=0:0.1:7;* L1 ]. v) L7 \3 [! }& p+ G8 N2 @
[output,time,stat_vect]=step(h,T);
6 r. a6 H5 U, N4 T( l9 N%output
+ D7 Y! f6 f' A' q2 b& K7 e%stat_vect
3 U/ Z  d" ?8 D- `+ G) J! dsum_1=0;
6 l) S9 i# ]1 ~9 |4 D4 Nfor i=1:1:71
0 e! _! D% K, x$ m6 dsum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';
8 h/ F- o& ?. ^0 W: `% y6 ~5 Gend
% T. ?) O: u7 V1 ]: xf=sum_1;/ h* Z4 o0 x5 u
; l" {4 o6 S, `9 [) N

/ C' b4 ?3 i0 z8 i5 E. n! w
' f2 X( r' W/ s, X6 X附录; |0 z- @  O/ {) @& d) J+ C  G
C
0 k, T  k. Z0 U3 P0 P4 K# k$ K粒子群算法程序:4 h: D9 c6 |# v* N) }0 P$ F% L9 t: K

8 g" B' M4 U# ?6 O- C1 I# e+ d%%%%%
$ `& o! W, L1 N0 T! v被调函数2 t- t; D6 L8 U) i; K- m. e
1" {: p# d! V7 y3 b/ o! o9 p

& K# y+ ^5 o+ v* `initialize_variables()  : `( Q  ^5 Z( Z
种群初始化函数
7 Z7 ~9 s0 a& I+ f2 K%%%%%
: p& a$ l+ k. D/ e& }0 _7 N4 o8 S%%%%%. w( ^( o7 z9 W* Z
被调函数2 t- [6 E) t( Y( F
2
) H6 d& F% D1 I3 p3 Z$ ~$ l) w4 o; m
evaluate_objective()( r# ~$ ~/ z& J* u$ ^& n
计算个体适应度的目标函数- x3 s4 |& Y" O; S! T6 \! Y
%%%%%
. s1 S2 S; e  M% y3 D) O+ H/ Eclear all% M6 X) J" K1 d7 J$ N; I, W% x
clc& S% R* R( u# n( {* _
pop = 30;%308 u- [" z; T3 e) x: I2 k3 V) f
gen = 50;%50
' w; W) c4 g( H5 I4 M9 N' P) tM = 1;   %the number of object 目标函数的位置
1 M) b7 V4 y3 c! w+ e7 O" XV = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数' Z. `$ \5 g+ Q4 Z& B
wmax=0.9;
& t0 W0 i* }# D' b% P" b9 Qwmin=0.35;" f* y5 M$ g2 w0 O
c1=1.3;
6 N0 R+ R: }& f- \' wc2=1.3;
. `) f5 Y( V' Y+ t0 e0 ufor iter=1:gen
$ R) w7 \, @; h4 a. ?  NW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;
9 ?7 X( K) Q' W- F5 g- `end     %计算惯性权重 inertia weight9 i5 l& f1 i- Y: F
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$ F8 G. B3 ]& n/ V9 j7 Y
for i=1:pop
( |) r9 u! P5 U    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵
) b/ O  L8 C0 Vend5 g2 X8 o( G* R( b
%初始化gbest9 h- ?. y* `& D$ Z( [9 [
[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序
8 o) z' s# v  cgbest=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
4 q7 C; f1 t+ n4 m9 T/ nfor i = 1 : gen
: p2 L: i7 X& O3 N- v    x_temp=chromosome(:,1:7);
6 T) V, m1 W. E+ U2 U# z- {    v_temp=chromosome(:,9:15);
. Y1 ^6 z. r. V% D: V    pbest_temp=(:,1:7);/ G6 L; F9 ~- j: ]
    for j=1:pop$ x  Z" F" x( X0 f" I! L1 a
        gbest_temp(j,:)=(1:7);2 _% S* i' g9 o* t/ ^: ^
    end
( D7 Q0 f9 }5 {+ [3 _0 A! T( ?4 c$ H
2 T6 f3 B' G) Y2 {& s6 o
; ~* A; S4 P( Q3 `; X4 P2 z! j
$ j8 V+ Z% R) knew=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);
6 ~, N% M# v) U/ t4 ^    x_new=x_temp+v_new;1 e7 ~# _* ~! L4 Z7 g
    x_new=check_band(x_new);( J" `% |  ~: i# e+ t, }/ W+ x9 r
       for j=1:pop
/ A7 |9 a# F0 r+ W         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵* H( r- q3 K. b3 S
    end- X; z( v" z; k& L
       x_new(:,8)=f_object;
, L% |2 G, j$ d9 z8 I+ ?) f       chromosome = x_new;' e& N$ d/ h+ T0 ]) [% D  @# A
       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  
, w7 L- ?6 _. |7 k+ k       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
* q/ e3 ~0 i4 _         for j=1:pop  b  B  l5 W7 H2 P) b
         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)  M, j7 @. `. w, f+ T
             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);6 @5 h1 K  D: T! a; {& n0 G5 S
         end0 s% `4 n6 Y$ B6 N0 r, {
     end! Y) I% ^! s  s1 H$ P! f) M
     chromosome=chromosome(1:pop,:);
' [" z- J' o) W. a0 {3 A9 y     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);
4 d) f- O8 l/ A8 M+ m       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));
$ J9 g& C! `! m& ?1 k. d3 L     gbest=chromosome(index(1),:);6 R- g: q' o" O8 Y% `! F7 p
     chromosome=chromosome(1:pop,:);: c0 C( x6 F" ]
     solution(i)=gbest(8);
4 K4 e5 P% O2 U" r     generation(i)=i;( u# f$ r& g7 I: Y2 y) B
     if ~mod(i,10)
( ?1 M- j' o9 l         fprintf('%d\n',i);
/ ]$ h( G2 l2 z3 L. Y. {     end) |1 g* k( K( p2 ?$ b; f
end
" F: O1 r& h$ F: q( H7 I0 Z         figure(1)0 Z5 z! y% V* `5 z" K. n
         ABC_object(chromosome(1,1:7));. K, D+ z) O  w: b- k
         figure (2)
, f" y1 e" t5 U# ~( l& R         plot(generation, solution );+ _. p, g, K7 B/ U' S( ]
         title('QR op using   pso');2 R/ }( ~. x: `" k* \% B; q. H
         xlabel('generation');
- k1 G' p' ]) o0 [* M$ D" w7 N( Q         ylabel('solution');, Z. f6 a) Y/ l9 D9 V; i( z- ]- `. y
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!- u/ A' {; ^" w$ R5 P/ L3 O! z

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发表于 2020-9-16 14:38 | 只看该作者
帮你顶一下

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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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