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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 ! k) F$ x' G8 O$ l8 E( B4 h
% j1 L6 Q' `+ f# o
主要思想
0 z; f3 N/ c2 M9 G
! |) j- Y6 A& D) k3 s+ l% e
- ^- a& L* d6 N) ?流程图+ F, P" s1 X: z! T$ [7 x

9 {( U9 d& M+ b0 m+ O
; Q0 ]$ F* O+ _2 r, t% p6 Qfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()) P9 _0 a, `; O) A" t
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight) _) j: N* {" }0 L

2 v0 x* l9 m7 s: ?9 s%omegaxyz.com QQ: 644327005
$ T1 d9 ^4 C: E7 \4 A( J" n
+ n! P9 z9 U$ X( v' A* p% B+ ?# H+ `clc;
$ J$ b  b8 I* Y, z) U. h* u- o%% 经典BA参数设置
4 W) a- P, Q5 ]6 H) b
; A  f0 e; T: z, d, u! V; r  Et = 1;
9 f6 `9 @% W/ \; ?9 X5 _5 AmaxT = 100; %最大迭代次数1 @$ B4 j6 r  |* {* J! e
dim = 30; %问题的维度6 p+ F) @, Y' Q  N" a1 `
sizep = 50; %种群大小' U5 G4 G- ~( g$ g% O
xmin = -0.5;6 |9 y+ ?1 Q5 \  Q
xmax = 0.5; %位置向量的范围/ a8 r+ r3 ~: z

4 _; w2 C  X: R0 x/ E. SA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
: K* P, _4 c: t2 ~. J3 Rr = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加)); |+ @' h0 X9 V
Qmin = 0;         % 最小频率
( K2 a% F4 m# OQmax = 1;         % 最大频率; |6 g0 [1 L8 [% ^
5 {6 P: i- {+ m) }7 R9 B2 J! g% [% Q: `
%% 初始化
* x7 _$ @8 @# e4 H, N  I- m9 P+ {+ U1 i) g/ ^$ a( ?
Lb = xmin*ones(1,dim);5 u/ Q4 Z7 j# A* k9 K4 @
Ub = xmax*ones(1,dim);) J, r0 k0 s8 v2 q( g$ `7 |
pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化! h8 s4 x5 ^( m4 }8 L4 D
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度
2 R0 d( }3 w5 B  J! D' Q% Q4 XQ = zeros(sizep,1);   % 频率7 g* ?$ n. \3 ?5 B+ L' ?; I$ \

; L* F; [% a1 X0 e* Z2 Upfitness = zeros(dim,1);
% r5 v& X% ]# O! B6 _for i = 1:sizep$ Z  n4 r0 `2 P) s% L  P* c
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
1 {0 ^) `* E% s: h9 l  s4 bend
% B# z- i3 N7 F[bestMin, bestID]=min(pfitness);' T7 t5 `0 v4 P0 N
bestS = pop(bestID, : );
6 O: I% u! p3 m, T7 ~$ O8 i- rbestArchive = zeros(maxT,1);; S: h0 f. H( @( |9 C; N& N
; s6 A: w7 d, R/ N- a, B
%% 论文中的新策略参数
' U* w8 G6 O& c/ Y) v
$ f1 u7 K8 U& Q) O  T. J4 tumin = 0.4; %The second modification (SIW method)3 E/ m* N0 @) Z7 v+ T$ b
umax = 0.9;) r; d# P% b6 o+ F; l% u: }; x
sigma = 0.2;" O, c+ S4 I( ]4 b1 U6 P

; Z9 x1 @# X4 ^9 A, O/ AR0 = 0.1; %The 3th modification
# {7 C7 `/ V; r1 ^, ]Rupper = 0.7;4 V9 B4 d. @9 |- ^
A0 = 0.9;
: e& m0 ]" t( R% RAlower = 0.6;' p3 H3 j5 x% B

) |3 Q- u8 `/ o8 J' s3 l$ ]7 W' ?2 C9 V9 n! R& M: K; u

9 I. v9 p" A; O! L# W- c& p; R7 r& r%% 具体迭代过程
( G7 Z/ \- K% B8 r
# u$ B" M  q4 n. }, w8 G% Hwhile t <= maxT
' i- ^: ^* Q  x4 j' E! Y6 P    for i = 1:sizep
% J" _7 |# d; ~        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
7 ^# U0 Q. Y9 [+ d        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)( |% u0 c" ~! O# n8 P4 _
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
% x0 e' q( N: q+ b! a        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );  ~2 ]6 J3 N" Z6 b
        % 脉冲率
5 Q  M" d/ T0 s, h0 B. L6 _, r2 ^5 m         if rand>r(i)6 t! I4 R& ^$ K  F
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);
! L& r3 U3 o" z         end
3 ]# e( K8 S* j3 {7 O. P         fitTemp = evaluate2(Stemp);
4 D1 F/ @5 n# }3 L         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))! v# _/ K. X% {- D) S7 m
            pop(i,: ) = Stemp;% j+ p4 O1 v/ A& k$ u: [
            pfitness(i) = fitTemp;
/ v# j6 \3 A. X1 q1 S+ g            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
0 N8 a4 a' `0 ]% H, U/ J7 e7 @3 c            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification( ^/ e' B' [; }2 p
         end( Y" Z4 {2 W, o+ ^- J
         if fitTemp <= bestMin
8 q) J9 G, k6 p. G* R) d            bestID = i;
3 E) D, R+ _& E( q9 M3 z8 G            bestMin = fitTemp;3 E& d! |: s2 V6 L6 d4 Z
                 bestS = Stemp;9 ~. @& Y7 f* J( c
         end
0 z+ J% E2 p! v( M+ I9 l% Y0 [$ x, G: u    end
; B* i- ?2 p8 Q8 l; x( J. ^  A+ D  v/ [. L' i
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
' K- ]# v* a! g* \* d) P    interXfit = evaluate2(interX);
; x* r3 Z0 y4 ~' ?3 w( V    if interXfit < bestMin
: B4 n& r& D- s# H" ]0 X& e        bestMin = interXfit;
0 y) `# d: s6 I; H" X        bestS = interX;$ d- r+ a. k: a4 F$ H; v
        pop(bestID,: ) = bestS;
9 Q6 W. c5 c9 t+ f1 V4 P8 i        pfitness(bestID,: ) = bestMin;& v2 q+ R+ v* U3 }
    else+ \1 b# w' ]( d
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()) Q6 w0 E6 V5 s) v* A9 d
            bestMin = interXfit;
  r0 ~) f( _, i9 F7 @0 l2 g% z            bestS = interX;
3 Y! Z1 @* ~- }7 I7 c% d/ e6 \' c            pop(bestID,: ) = bestS;/ u+ N. u; {% L8 Q- D0 b% w
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;4 h: O+ A3 h6 _. g8 I6 s
        end
, Y% i0 ^  Q& P. C0 @% _5 C) {    end
$ B# d4 {! G1 \5 E  Z- s
' P0 N5 E8 X" i3 O# ?1 f    bestArchive(t) = bestMin;8 [' X% t8 S0 G* i
    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);+ N- E2 a3 s+ d& }& N
    t = t +1;  q7 B' x6 l: M* i0 k, B% Z: X
end
# e2 m* t  |, C* A3 u
, l# p# C* q( z1 u& G$ t: w4 \- F9 N
end%.m end
. G9 [, \2 ]' E6 @0 }8 h4 \- F  w9 f$ q3 f& n9 y2 z0 r

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+ J: ~: e: r- I# Y( l- R4 b& [# Xfunction z = evaluate2(u)
8 ]+ z% l" n3 |( J2 ]4 S8 B1 b%Weierstrass
4 r8 b% Z+ N* o  V! A% N5 w0 P% O; G* }/ Y0 X" {
dim= length(u);4 b1 S# E7 r3 a, A7 H
sum_1=0;, |6 |# f& i& R* M- R! E, e
sum_2=0;
6 W: a7 N" y# l5 Q, I, `: ssum_3=0;
0 R; v, t  k) z- k, Y/ oa = 0.5;
7 T  ^. }* R( j; z8 X9 ]. \9 Ob = 3;' h( k. L. n% P1 c3 c
for i=1:dim6 A' w. ~2 K# j, d# Y1 X. w* h9 U
    for k=0:30
/ A* o  t+ O- `5 Y1 M       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));
& c  g$ q. I  I$ {    end: h8 s" N; G- ^2 @% L. ?
    sum_2=sum_2+sum_1;( o7 _5 \5 f3 ]  ^' o" A
    sum_1 = 0;
- k( m$ a+ }+ j8 T* D9 D0 Vend
4 @6 E- f9 q/ m' {, U: R9 f9 Afor k=0:30- Y& n  m9 X: z) x" v" C
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
( ]! B$ ?" d2 z, \  P) Send& o( C8 m7 Y3 Z2 U2 F( B! z
z=sum_2-dim*sum_3;0 ?2 Y% T  n  K
end
' T3 }7 k+ X3 n1 \" L& Y% i
6 t6 P' X- E# l+ v" y9 M) U6 S

; D+ r1 h  H) {0 v# A" Y" w流程图
8 V6 h, ]8 Q8 n: M! h, c' y% K( ^0 E, m

2 a& D) `) C/ ~/ Nfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()
/ M2 v4 \7 D5 c$ w%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight: m$ J- S8 f7 D* Q' W
4 c- ^7 U; D. F/ s* o
%omegaxyz.com QQ: 644327005/ K9 Y( |8 o7 a
0 r' h: o7 O) q1 ~' Q8 y5 w* M
clc;* A  i! v4 n' j
%% 经典BA参数设置
2 G3 N9 C, `8 M& Z: U, U( M
4 ^' {/ ^$ y4 `5 C! zt = 1; 9 p( D' ~0 C  m  m; ]* g* n% d
maxT = 100; %最大迭代次数# Y+ T- R5 V2 L( U: T1 b
dim = 30; %问题的维度7 ?: b3 Z9 E$ o
sizep = 50; %种群大小
/ z: L$ s1 d8 K1 _xmin = -0.5;
( x5 o# Q6 v, \( kxmax = 0.5; %位置向量的范围! k4 v2 r) J  d9 h, X8 R, I' ^) O
# t- p. Q  F9 k# }3 ^" N. z
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
- l* c: T) _  c" gr = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加)); }: c$ [% w6 h5 |! H
Qmin = 0;         % 最小频率
' v. `) N2 S# g' d& yQmax = 1;         % 最大频率
& j- \0 u7 {! Q& i
) D! h* s  T$ g/ b%% 初始化
% j# ^9 f9 I8 w9 L! j
. }% P% i* o! E5 x' K' eLb = xmin*ones(1,dim);
; Y6 w1 W0 y& f; z  f3 \Ub = xmax*ones(1,dim);
4 Y  D9 Y, r6 ^, _pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化: o' C  C$ I5 D
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度1 _, e: G8 n$ \2 I) b" e1 Q$ E
Q = zeros(sizep,1);   % 频率
; c1 l7 s6 E7 r
; F) }  g6 l0 Z- w+ M$ Z' }pfitness = zeros(dim,1);; H9 j- k7 T, n7 U4 ~* J
for i = 1:sizep
8 m" K; }' D9 H. L8 d    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
6 L0 x; O' ^; }# i1 K& uend6 q- s  @: f, G7 Y
[bestMin, bestID]=min(pfitness);. \% v  M# ]* H
bestS = pop(bestID, : ) ;
2 M8 `0 I& l& v& e; `, N9 `bestArchive = zeros(maxT,1);7 W1 P3 c! N& H, K7 m/ m

) e; D0 v2 i. R0 m%% 论文中的新策略参数1 k; ^- f. M$ }1 d( }  H4 p/ m$ R

! l2 v- L' r+ \9 b( Fumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
, D5 M- e& P6 q+ t" w8 C! l% n! vumax = 0.9;. A# {; a7 R2 }0 _6 I; W
sigma = 0.2;
6 G4 _9 _; ~! \+ E5 `" D
- i$ }: W* [' f) |R0 = 0.1; %The 3th modification+ m! P0 k% ~  j/ c2 V
Rupper = 0.7;: T& u& Q  s; I; Y
A0 = 0.9;3 M% N' P6 C/ P
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' n/ `  y7 f9 k' O  e; g: U8 B$ q( U

6 E8 Q2 S% g+ u5 V5 \9 Y7 F%% 具体迭代过程
+ D% z9 @0 C/ X- m9 g/ D
( K2 d1 a$ z7 u, N, F  D1 g; b0 zwhile t <= maxT5 u) P, W0 Y1 q" X
    for i = 1:sizep
! y. `& D* e9 d' k- h        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
2 f) ]; n# D" M, d& ~6 @/ r4 s% x        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)
6 Z4 G5 i% z0 I3 y( F& D        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)* x' j, M( j0 r( H& |
        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );
0 _) b4 u! [/ u" V. P+ p% m        % 脉冲率) p5 t- p' D- Q( v% X' S
         if rand>r(i)7 R/ G8 X( v3 c, c
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);
' m$ u! T/ L2 c) @: h' |5 n         end6 s1 E8 X( p" _2 n& P
         fitTemp = evaluate2(Stemp);- _5 t1 ]( r5 ?4 s8 {
         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))) ]! o) K; e1 ?: ~- A
            pop(i,: ) = Stemp;% l) D' H' t9 A0 Q
            pfitness(i) = fitTemp;2 Y0 o' x4 S0 ]" i1 U; b
            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
- s8 b. m7 E% b5 a' @            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification( \7 P  {1 J$ U% c
         end$ e- A, G0 c3 V9 e# z2 }8 j; e
         if fitTemp <= bestMin
: m5 N8 F; J9 l$ L            bestID = i;
- O$ b. K1 O/ S1 u. E5 W4 F            bestMin = fitTemp;" M# }& C# ]4 r( T" f9 s& H: s/ x
                 bestS = Stemp;
; L* d' b: i+ \' [( D- o         end
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/ u% I) ~# M# E- k* @6 T
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9 d4 R& N' B1 p. n' ~9 V    interXfit = evaluate2(interX);  C6 y2 r& x- e3 ?1 K
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        bestMin = interXfit;8 U; p+ T# q7 D
        bestS = interX;
6 I2 Z1 c0 b  [6 Q: ^        pop(bestID,: ) = bestS;) F3 I: V+ w2 B1 Z; y
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;. T) l# p8 C% R5 {; A5 f
    else
% I& E! V% c, E3 h8 N$ V        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
' v; g% c- G4 f6 A+ R            bestMin = interXfit;
7 U- g* }# t8 U9 e* D/ v( i, w            bestS = interX;
9 i" S2 `9 Q/ N0 m            pop(bestID,: ) = bestS;
3 O* A% u6 P4 {( y) E$ L" \            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
* h0 U. ?& |2 @; }: P8 H+ A        end
7 [+ i9 a/ Y- a( f- m3 S% T6 ^    end2 u2 _) p: h! q" P+ ~

" W, o% P; |9 c' B9 l    bestArchive(t) = bestMin;
: {5 N" p* U& f1 M/ q  j: V2 @    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
# R( j7 j$ D2 x0 E- s    t = t +1;
# P3 |  M9 Q3 k) C. fend
2 W8 |7 G, j) o4 T) P1 m2 X# m( S6 m& I0 P" d0 D
" i) {* k5 k/ [, g
end%.m end" b0 [5 z  G( p, A; C! R
0 y5 y$ [; @* r% K; F$ J! x9 z' A* s

4 B9 k, m9 ]; |- Z评价函数:$ |- p" ^+ n/ f& ?& L# ?4 ~

6 ?% J6 L8 s9 P, ffunction z = evaluate2(u)
/ s1 r  N5 H- D& b; F- i  T%Weierstrass! Z: \# }" _0 i! ]

7 F: L+ e9 k- F( N* Qdim= length(u);
& y( V: m, q. Dsum_1=0;
! i+ W+ K5 i7 s/ Psum_2=0;& K- N+ z* D6 N/ k! J; f
sum_3=0;# E1 w+ M8 F3 M0 ?  c) \
a = 0.5;
8 k; y( \, s: m2 |4 B6 p4 Yb = 3;
1 X8 F* p5 r, _6 a* Gfor i=1:dim. @* |! o3 L: _; i% Z$ c' E
    for k=0:302 Q6 n$ P  W3 k& N/ \8 x8 @
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));: w$ V8 A+ J- F  O4 W0 ~& J  }- d
    end
9 \, s: e" I7 ?% z    sum_2=sum_2+sum_1;4 i$ V7 E, p) B6 k% O5 d
    sum_1 = 0;% Y3 l( _* T* q; T! w' o8 _
end/ F$ g1 |3 ^9 @4 i5 R
for k=0:30
. e: j$ E+ m( K% }/ v! A       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
$ O; E3 v3 r% V" x. n; kend
" ^4 z2 O1 o; q( Z, X7 Wz=sum_2-dim*sum_3;& A3 g" V% B& K% u% ~4 g: |
end
# ]9 E7 I( a3 O2 X  m; [5 L
* {7 C! s: j+ \) L. H- m" V
. L$ G: k  n0 {& }
  • 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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