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基于迭代局部搜索和随机惯性权重的BA算法MATLAB实现(ILSSIWBA)

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发表于 2020-5-14 10:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 uperrua 于 2020-5-14 10:16 编辑
! j4 @6 d2 K/ d  D* D% ~: J. Y7 |/ g& a
主要思想. S5 C1 e7 |: F; y- C! V

8 h/ P/ U" C( @
% Z$ r* \* a: \! m% C流程图2 p( M! w" v3 K
8 y9 z5 N0 T5 ?+ g8 {+ _% h

( ]: S" B! C6 _) _1 M: d8 w. r4 p7 Hfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()* f; s& ^/ `6 t& C
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight
0 J: @- M/ d* f5 D8 e/ y
9 U4 ?3 T& \& ]: B1 C! x& L- k%omegaxyz.com QQ: 644327005/ B* a: L# m2 W2 M$ E+ I* j7 _! b: l

, v+ q6 P% l# l4 r# p2 e, nclc;
; D7 W3 X9 n- ]- J! K" w9 V3 E% G%% 经典BA参数设置5 q" x/ Q5 c3 l+ U3 d7 R$ l: }$ I! D, j
1 t  l; d( ]7 [# h8 n$ i
t = 1;
# L0 M' Z+ P2 V9 B3 HmaxT = 100; %最大迭代次数
# a/ b6 [! [+ W6 mdim = 30; %问题的维度. l4 `4 m8 s) S
sizep = 50; %种群大小
0 o* _1 s& v8 T% ?6 `& `: qxmin = -0.5;7 y7 l1 w1 F& G) ]
xmax = 0.5; %位置向量的范围
8 }, ~, i) Z. g- V; G
6 S$ L* O) i  U9 `/ W2 Y0 rA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
8 d0 X3 U8 U. o0 f: Pr = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))1 ~& H2 S* v8 ~4 Z
Qmin = 0;         % 最小频率( A5 P- d0 q8 H6 J( ^9 r
Qmax = 1;         % 最大频率
: }; w8 z- I% F" ~! k5 B
1 `, J+ I7 G" \( @- y+ x%% 初始化4 p- {5 S$ ~/ @
9 ~/ Y: L1 s! l/ y' a
Lb = xmin*ones(1,dim);2 u$ J4 u3 ^8 Q, a/ t+ `# e" @* Q
Ub = xmax*ones(1,dim);
. u3 y3 w9 d8 r) q  H! }. `0 qpop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
$ ^) @- _9 O; L/ lpopv = zeros(sizep,dim);   % 速度# V% Q3 W& q, h3 i
Q = zeros(sizep,1);   % 频率
. f0 h! _( `  o% ]. L# ~; n# G; a/ Q$ s. w' j, U
pfitness = zeros(dim,1);
! K; S  I1 p. L' B5 j: k6 Vfor i = 1:sizep& R2 o. Q" t3 h1 [, \3 |+ f
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价5 v# F9 G. {& t/ P" V
end
3 }# I. }+ ~7 c# t* V7 s$ l[bestMin, bestID]=min(pfitness);4 O2 Y/ h; V1 v# s6 l
bestS = pop(bestID, : );- q' b% J% N; _7 X: w, p% Y' ^
bestArchive = zeros(maxT,1);1 E6 g% V7 h8 u0 R# |
5 E6 p, f6 `( h
%% 论文中的新策略参数
4 X+ |. w, [) o' w# J) A. g4 a9 R; N5 }) q5 H
umin = 0.4; %The second modification (SIW method)
$ Z6 F# P1 {2 s0 @" ~umax = 0.9;3 X& Q8 d+ V2 p  ^" u! H* Q2 p
sigma = 0.2;
# [6 a" b& u! y- e$ w$ W! ?: u: r) H7 `) S6 C( i0 W" F" l
R0 = 0.1; %The 3th modification
5 I' j. \, M2 b6 _% d* kRupper = 0.7;8 w! I* V4 e& B( d$ K4 ^, |
A0 = 0.9;
6 i) {) F) L) K) z. a. p$ fAlower = 0.6;+ b) `5 L. w! A* @7 I8 j5 G- W

0 N( U8 |  C* b- v
) o5 x4 q, U8 |# @: |6 [0 j+ A8 B* H" g
%% 具体迭代过程- N+ g. d8 D- S" C' S

( I  s  w6 o" p1 V) ^3 ?+ I7 ^while t <= maxT7 V) F. m& `0 c
    for i = 1:sizep- ~0 D$ s: p% b. d- u/ W
        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
# c' k% `  @  I" _* i* X$ p        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)
" O+ q5 q/ Q+ w  ~/ j9 x        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)/ ?) z$ v# q1 ?4 }" I. H
        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );. V% F5 ^' V: q
        % 脉冲率
( H! B: `1 P5 T' O) _1 V# Y         if rand>r(i)$ k$ I, l& D* `, R" \; |
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);4 v7 c7 q  \% F  t5 l
         end8 d' G/ B$ [- g$ I. Z) m/ v9 T; S
         fitTemp = evaluate2(Stemp);
( @6 ^( r* m5 H/ D         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))
) }& A& M( [6 P! B            pop(i,: ) = Stemp;
" p; m$ S! _- L/ J5 x* R. k            pfitness(i) = fitTemp;
" E8 Q/ @$ I$ i# x            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
7 w' ^( R  Y; K            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification2 V+ m4 T7 q2 I: k6 R2 j0 @7 A( l
         end
- |( l( N8 G1 |" f; \         if fitTemp <= bestMin
% d. f9 U$ }6 `7 Y' k            bestID = i;/ x) S' Q8 [& h' h: P
            bestMin = fitTemp;
4 m- y5 |$ I; A3 u' \                 bestS = Stemp;- _) d  ^9 t+ N% Y/ r
         end; ]% E" b0 B0 F& g6 Y' U
    end
5 l, w- g8 q8 I2 F& Q3 u6 ^. J! L1 i: ], O5 W8 M& {$ f5 ]
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)& d" i- j$ N( B5 T0 S
    interXfit = evaluate2(interX);
$ P) a1 m9 w% @+ u2 N    if interXfit < bestMin
! V9 L/ o+ N* g        bestMin = interXfit;" v, D4 S" j0 [% \, ~: g
        bestS = interX;8 `# i* b( z/ t8 p8 o6 V% Z
        pop(bestID,: ) = bestS;2 X+ z: f" s% L
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;, {# @) w6 |% y0 Q0 R
    else
4 L1 `5 q( O7 `+ `- z- R        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
% G9 S  l+ f) [            bestMin = interXfit;4 f/ S( J3 I* G2 y7 l
            bestS = interX;, @* _7 V+ Y) ^0 h7 o7 o
            pop(bestID,: ) = bestS;
$ T8 t, P# i* m6 p8 [            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
( t$ ~0 `+ D; c6 f2 Y5 ^  b/ D# F        end( ^" ~8 N! J, p3 [1 H) Y; P
    end$ h2 f" I2 @" j; `! k* w2 ]
5 Z0 J% n. H6 g9 f) }  g7 F& k, N
    bestArchive(t) = bestMin;9 s3 j$ Z" V7 c8 Q: ?
    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);/ \9 W# u8 W6 K, F6 f6 g
    t = t +1;* K% D# `. f: S/ m' O
end6 c  ]; I. s' E& I( ?1 [
6 a% e4 z4 C  u* X, D) z
- s8 E6 `* G- F4 q2 l
end%.m end
1 A7 r+ |  v, D/ y  G: i
* F- y- F* n. x1 A3 S
; s# {3 o$ R( o评价函数:
' `: O; f& C, Z: M: F# ]# g( m: c" q. l0 a5 _- L- }" c
function z = evaluate2(u)
: I3 j: v* K, F6 j$ [%Weierstrass8 L% f2 W, N, y+ f/ `# x

! }4 k/ z( P3 m6 Xdim= length(u);
' l$ y; |- o6 E) o4 Y. m- z  z# Msum_1=0;
( F* F5 z2 R2 ~  V7 f8 ~) {' R7 y, E+ Ysum_2=0;
" ~; U! a" O' ksum_3=0;' _& t* t; p. P, @( Y1 B9 A6 N' g
a = 0.5;1 \8 P. }$ h1 T6 m
b = 3;1 }% y! W# ]3 @. }
for i=1:dim2 O3 A. F3 Q3 @* T
    for k=0:308 q5 ?# i- Q3 d! D, m, l
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));: m, W0 F/ n) E9 s  ], W
    end4 R, u3 T! y1 X$ W/ C- G
    sum_2=sum_2+sum_1;: }& B; t6 E) j
    sum_1 = 0;
& Q9 K/ P( c$ s, a8 }end( Q9 B6 t- V5 Q" T! B: L
for k=0:30$ Z2 i& J% f' ~5 r; x
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
8 x( W: ]7 L7 r, i# f( s+ Dend+ U, K0 Q4 R; P0 R9 I7 w9 H
z=sum_2-dim*sum_3;
# x, U4 _6 t8 `: `end! A# @; i( A) a9 p

& d0 S" [$ `  |$ ^4 ~2 w9 m4 `5 F' v2 K/ l, J+ A
2 h; W5 r, w) z4 k5 ]5 y* A
流程图7 j" T% G8 j6 }1 e* t7 i

: _# P! W9 \6 A& t" u' T5 ?* j# i9 p; ]
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()
& `5 e9 w: O& I3 E& Q1 R( h% e%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight, O: Q4 p& x) A$ E; }' Q

1 r3 K) H/ L# |2 c0 [( H%omegaxyz.com QQ: 644327005$ C7 y8 V2 y0 S9 c# }& r

/ d! c& P$ r! B4 e, q  P- Sclc;
' t4 ^8 U1 v; R3 g% R%% 经典BA参数设置. M8 f: C: u9 k) R2 l
! X6 v) ^& l$ ?; e- Z8 B
t = 1;
+ N' P& t" ]" @' fmaxT = 100; %最大迭代次数
7 y0 L% Q3 ^4 odim = 30; %问题的维度
  Q& K- R5 t; n2 Qsizep = 50; %种群大小
1 E7 B) i1 _. p( m8 P3 ]3 Gxmin = -0.5;
" s7 \& Q1 l; Oxmax = 0.5; %位置向量的范围
4 L. }# k, E% S6 B, S) D5 I6 Y
3 l2 B* H+ c' v* r- BA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)! ]$ A7 X3 U! {( O9 N
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
9 w. [3 e2 _( B7 d5 S% B' WQmin = 0;         % 最小频率) t1 P: p$ k; J
Qmax = 1;         % 最大频率
1 M1 ~. x3 C' d9 L* e2 z# I+ h% i' f1 @* n5 L5 A
%% 初始化
$ E3 ^& `0 f: t1 E; w, x& [
7 Q( E8 p3 q' e* KLb = xmin*ones(1,dim);5 a0 `2 G# a  G- P1 y. `) s4 H
Ub = xmax*ones(1,dim);
' ]# c& N" R* Q. k' {pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
5 h. \& @* T0 y( ~/ P) F3 f' a- `$ P4 Apopv = zeros(sizep,dim);   % 速度) R  Q9 q% ?2 k# b1 l+ l
Q = zeros(sizep,1);   % 频率3 N& {& Q4 F) v' }+ p' G

; I' ^3 g& W! K" s# w3 Jpfitness = zeros(dim,1);3 w9 g4 L" a& c, L' D: L
for i = 1:sizep
0 E2 {: ~9 }1 F6 \: [' B2 f) K    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价1 |* ?* C: j  q
end/ ~2 z' H1 Z! @2 X: t
[bestMin, bestID]=min(pfitness);
  ^" ^& `. i( H# TbestS = pop(bestID, : ) ;
& D  }$ h& r( I& {5 Y  w: wbestArchive = zeros(maxT,1);
- _. n& M& c/ ~) l/ p0 ~# R
" ?9 a+ Z8 Y  q2 [%% 论文中的新策略参数
" T0 L( ]0 T, D+ G
3 j1 l9 h: W2 `: vumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
  R+ K5 m% h! Uumax = 0.9;
: z$ ^- b- R& E  @8 v. `/ Wsigma = 0.2;
1 p+ N3 o3 A. ]* h8 G* Y$ O. P% S  a; M, C. D) X
R0 = 0.1; %The 3th modification
- x# l2 w4 k" LRupper = 0.7;
0 m7 k, s0 M, `; EA0 = 0.9;. _$ V6 H, {+ M
Alower = 0.6;
. l1 H4 ]7 M. v7 N
# u/ I4 w3 g0 j
4 Z  n8 }/ r4 i( I  I8 v' L& w1 B# y
%% 具体迭代过程8 m$ Y! Q" t, H, E

9 \) w" `$ `/ Y! Q; T- mwhile t <= maxT
$ i$ ?' z0 T  H. x3 ]    for i = 1:sizep4 B* b3 q8 ]1 C: g: l, }/ g" m
        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();& q4 @! e# z7 P. X' V  n) e
        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)4 d3 v$ u4 C" y! U$ R
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
9 b& u: t% O4 O1 M$ Z) Y  g7 w        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );- e( S0 ~9 D4 j
        % 脉冲率' b/ u3 Q; h" H9 ^6 q6 f# k
         if rand>r(i)
$ O( G: l1 g. y2 T' ?0 N             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);3 u/ _7 ^  w! Q) i6 F+ {. F  A
         end9 I$ h( S8 h/ F% [, |1 C
         fitTemp = evaluate2(Stemp);
$ F/ ~6 E  W. P) T& d' {3 i& I         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))4 ^$ _2 @, |/ k5 a
            pop(i,: ) = Stemp;1 F0 G9 g6 a/ I4 F; Q) X( a1 {
            pfitness(i) = fitTemp;
# h, ?) H6 p5 L! v0 e            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification4 o4 n/ m; X( X" g
            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification' Q5 }/ @+ j. t7 T6 e- }
         end
. D) J, F$ e) K         if fitTemp <= bestMin
1 u7 Q: h) N% U' x. A            bestID = i;  r) p% W0 @2 s
            bestMin = fitTemp;& A: j7 O' s! D$ X9 E+ ]) M
                 bestS = Stemp;# S8 o, @# J; k$ l
         end. S$ W4 J+ t. \1 _% ~% m) }
    end1 R  k# t! `6 Z+ `
5 T$ H6 e' o0 u8 V* D1 r3 W* l, U
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method). N1 u  M( m( |& L
    interXfit = evaluate2(interX);( d# K/ B* a6 A& R( ?, k
    if interXfit < bestMin
1 D5 O, l& _% y        bestMin = interXfit;8 i  w, s0 g' ^# A; t6 a
        bestS = interX;( ~# I" K2 c7 Q$ b- m
        pop(bestID,: ) = bestS;
. h( z; l- x+ O* d( Q3 X4 r        pfitness(bestID,: ) = bestMin;
7 l8 n! K$ i! N& m    else' _: f3 Z- A/ Q4 `) X# b+ H
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
+ w6 x( s. W4 ~! j  J            bestMin = interXfit;
, N. `% |9 D. w4 o            bestS = interX;$ d* G9 h' F; e# E. _4 o1 O
            pop(bestID,: ) = bestS;; D9 j# z+ N7 z- w0 K
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;& g: D7 c5 X/ P: Y/ h
        end7 c8 q/ P5 ?! E* F
    end
3 K1 C3 l9 J! Z: u! Q' g" c
2 \5 w" Z5 n, W( L4 [    bestArchive(t) = bestMin;
& w3 E7 G/ w& g    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);; V2 N1 [) G% q. K3 d
    t = t +1;/ c& {* _$ j; x
end
' S  B5 M& i: d/ X7 W" P
/ X% ?4 N4 q5 ^3 P& o# S1 ~8 T  T8 X9 h/ |- K2 K+ E
end%.m end, B0 ^0 W0 s( o0 z  E# J

& E# Q7 @0 Q) q5 w4 z3 c4 {
! v) e  r) h/ z7 [( K评价函数:$ |  Y, F8 H% l0 E+ R8 T
, W- j0 U  g; ]4 L* D& W' S* O
function z = evaluate2(u)$ Z$ D& {% g) T
%Weierstrass1 w% P0 X: Z+ |( \) a

# @( c  k, [' jdim= length(u);6 X$ h- Y. }- P8 C( [) t- G
sum_1=0;. M7 q/ r0 b8 B, n, T; H
sum_2=0;6 a% E5 T! I2 u* K. V) V% b3 I& ?
sum_3=0;
; `% v8 ~. q( h- D0 Ba = 0.5;
- L2 Z2 |, P7 @0 mb = 3;; [  P* x( m1 P" Y( A) w* a
for i=1:dim8 R. \) I2 Z, F) M  q7 T' T2 ~) e
    for k=0:30
' d0 g, m8 Z2 V  Y) {: M. P       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));' q0 @  b, ?9 c
    end$ b" s* W6 J  [
    sum_2=sum_2+sum_1;. Y$ I% ^& i5 C6 d
    sum_1 = 0;
; R: b* ^/ l* o; F) h2 Oend1 e  ?& E5 C, r4 B% I
for k=0:30, i2 z" r- ~# m+ E' n, {
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
+ w2 ?4 {8 j# ]. d* Z4 o4 e. Fend5 S+ d! c" b1 V
z=sum_2-dim*sum_3;
+ ]" z& l& Y* ~) o% v# e/ N0 qend
, g( c& Q, a8 h  e3 S) [- t4 a# m4 T0 t/ l! K
- p6 e, r7 A" `
  • TA的每日心情
    难过
    2019-11-20 15:02
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    [LV.1]初来乍到

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