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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

# _. O5 m2 v4 z, ]! t%%%%%     - T. ]# x' F4 E4 ?. a
函数名:) c# T* n* C1 ^) D5 V  z7 b
  initialize_variables()    %%%%%# g  P' H* \1 N: ^( z) {1 H
function f = initialize_variables(N)   9 u, G: y1 w; G9 X9 V
min = 0.1;
$ p0 R; s! [) u) [max = 400;  & v+ W" n( u7 W- \: [8 }- \
Vmax=1;
0 t) @: p! }& P0 H& u7 s  VVmin=-1;   5 W% i, n# _' |/ r3 j
%come to here  0 P( u" S- [1 B
M=7;
' }; a5 a$ L* EK=8;
8 ]6 Q* j) Z$ c6 ^' tfor i = 1 : N$ U, z: N# d( |4 @5 g$ K
% Initialize the decision variables
* c' |/ `/ q+ v2 Z* O; ]for j = 1 : M' E0 w# h# ]! P+ a
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random4 h3 t9 H) G; f* L1 D" ~' |/ p- @
end
! o: E; W( E! g) m3 ~- D$ Z" \% l% Evaluate the objective function, s- O3 M2 `% p3 D% q+ x
f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  # h$ _4 K3 W: u% Z9 V) w8 T
for j=K+1:K+7
/ ^3 D) O: i2 g  ^f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
/ m( I+ ]; g* ^# P3 H3 L1 xend
0 L' @" ?8 M0 c' s: i' [( i, Aend1 v% v8 ^+ H& c+ C, q4 k
8 Y1 S( j& W; G( c. s' j7 ?
; l8 N- |5 G% a, i

& ^& f3 y& E4 l* C# U" Y) A%%%%%
+ L4 Z0 N4 e( W( m%%%%%1 }$ V0 C4 b7 d' W1 o
函数名:
+ u+ j# ^) a( @6 q; Oinitialize_variables()%%%%%
5 e: {* a( p; A+ \) Mmin = 0.1;  
3 g! M; R% F2 M; Hmax = 400;  
! J, Z5 \( Z& R. [7 [Vmax=1;& M5 m/ U* x$ d" s0 j
Vmin=-1;  * `2 _  W' F8 Z! f
%come to here  
; l2 w& Y! k+ W; s" `M=7;
! a, X* R1 }* ^, G; r7 \) l7 }8 fK=8;* k( E4 e1 h( y' c  }
for i = 1 : N
2 K" z+ x; F8 E' S4 Y' j# G2 U1 [     % Initialize the decision variables
$ t- d- z( s) V2 p1 V2 v+ v) ~     for j = 1 : M2 k7 u6 R7 I8 s: P: C; c
         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random- y: u1 [7 O+ S9 j* o) t% K: o
     end
3 c9 s4 @. ^  y( H. x1 w     % Evaluate the objective function
5 Q6 G3 \6 K( f: F     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  
3 F- w9 W) u( ?     for j=K+1:K+7. U/ R4 |  R4 r4 E* }4 w
         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
; N' ]$ z. f' U     end
/ C7 L% e! {- T5 _. Y/ B) a$ J7 mend; h/ x( V/ M% ^1 C3 S; y! x- {

$ Y4 N9 F6 \+ `: K6 j! H! e0 z& m. l* s4 L. L$ U
function f = check_band(x)) @1 G" M5 v6 Z+ T/ b! Y' H( X- X
[M,N]=size(x);
+ E2 T3 K3 G. s. _* f& Xfor i=1:7, M9 S; ^. Q4 }8 |
l_limit(i) = 0.1;
/ Y4 A; b2 i$ ~u_limit(i) = 400;* v  a$ Z& r! h5 z, e- ~8 H
end) H: s: O  k) r# j8 Q
for i=1:M+ ^+ {) D7 w/ K0 Z9 Q
for j=1:N* S" A* t3 [' t  Q' C! L$ [/ c7 s
if x(i,j)>u_limit(j)
% c2 A9 s+ p/ y6 rx(i,j)=u_limit(j);. q7 H. x& l# ~( Y4 ~' D4 A
elseif x(i,j)<l_limit(j)
+ }  f% O9 P/ I$ q, q4 M3 ux(i,j)=l_limit(j);) h3 _# c6 a' {0 _! n2 H+ O
end: A" c8 m5 r1 A9 e1 ~& F" v
end
. U$ ~, A" H6 r% E3 I& p. [end
+ }; g: ~" B/ t# q4 Jf=x;
+ s/ S+ [0 I# }3 z8 e/ ?; r. k/ A' b- c8 q3 r; r; R" a

! F) U. ]% q4 s# Wfunction f = check_band_v(x)
( e: o% j* Y4 C; f/ F0 }# @[M,N]=size(x);     5 }3 m% F7 \2 r
u_limit=1;8 Z! E4 }. u  H% m. B& r/ F& I+ p" L
l_limit=-1;
9 N4 O8 {+ w5 O9 _, ^+ E0 `5 Kfor i=1:M3 @3 z2 n+ s/ T0 M, {
     for j=1:N) ~# f* e' b) K3 |. _; z* g
         if x(i,j)>u_limit
$ J% E. q/ k( S& L5 D) o! K5 E             x(i,j)=u_limit;
6 m, ?  M" N+ x3 J  d# D5 z         elseif x(i,j)<l_limit! y6 Z: a  \; l0 }' v
             x(i,j)=l_limit;, f' u6 ^0 ?  E; [1 u( S
         end
5 i4 c, v1 S2 J) }1 g1 t     end8 X2 R' D8 y" G( f7 u
end
8 s" Q  n: h! Wf=x;
+ r# ^6 H  w/ x2 N7 [2 c+ }: ^3 W! z( o2 }' @! z
( z6 b, f& B. R4 B, j. p4 I
function f = evaluate_objective(x)
! d1 e# |1 n5 r7 `- Cf = [];
$ J! o4 q* ~5 S8 p9 p/ jA=[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# z& W1 S: c+ S5 w
,0,0,0];
# D* v7 G- J, b; m6 \9 q& s* IB=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';, K3 l. X' j2 A6 {9 M
C=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];8 s( v7 S/ i3 `2 f0 Z( U' V
D=0;+ L& @! _8 K# H
H=ss(A,B,C,D);& {7 z& w, t( @$ `
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,
$ S4 A9 [# @/ L5 M# M& i0,0,0,x(6)];
; b7 R* P  S3 Jr=x(7);8 ~% R/ x5 Q1 G) t. Q
k=lqr(H,q,r);& }& G& ^  @8 H% s/ l
a=A-B*k;
8 r) g( o- O5 E! e$ Th=ss(a,B,C,D);   3 [, x. p+ o* ?; Z; @0 j0 U$ a
T=0:0.1:7;
( _# o9 }! x# J' v; _[output,time,stat_vect]=step(h,T);
) m# c+ T/ k5 a- ~1 B6 f; C1 O%output  A7 V2 c8 f7 ~/ Z
%stat_vect
5 @2 \( l4 F0 p2 c$ F* k" wsum_1=0;
: `% Y" _  u+ Lfor i=1:1:71. E# s; s( I" \/ I
sum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';; l8 h( r, C) D& ~$ \, _
end
) f7 M; [/ l8 r3 R8 t& Of=sum_1;
4 Y: q" q) M$ {& \0 J7 ]4 P! }4 ~+ p. W3 T. S
$ B- t, ^! H- I. b/ I
+ H, o! g; _2 x7 u* i( v
附录" V; ^' }5 g5 n/ H  [
C
& \. u; a$ ]/ T1 q0 _# H1 T+ J' Q5 n粒子群算法程序:
7 n  C6 _8 o) I0 M" \
* B- C# j! C  Q9 Y& |%%%%%6 B" u0 k' h8 X: N6 \! J
被调函数
7 l" v8 e0 F6 i) b. I" A" a- ?11 [3 J- e* }) S7 q; J
7 F+ u" z' Y3 p0 V9 L( g$ H
initialize_variables()  " l6 C8 G+ O0 C; n5 b5 T# v. o
种群初始化函数
, U1 b- [; K( a, }$ J%%%%%
' ^! r# K; A: g" B7 ~+ F%%%%%8 {; h, M4 T" T: \' d
被调函数$ K: D) O& Q) N& H$ f, g* M
2
( Y* `; x+ S/ m( o$ |
6 W9 }2 v/ B* {evaluate_objective()  u6 C3 g* h5 U  s4 n) ]( k0 [
计算个体适应度的目标函数
! O% W7 I/ f, Q( @* t  B4 h( r%%%%%
& L8 j$ F. G) ?; o. n! ~clear all
4 B& @1 `# u' C! ]4 y' Bclc4 J/ h: w% \$ `0 `, @5 y
pop = 30;%301 r% p  k$ g) G; C- d+ q& V9 |% J  y
gen = 50;%50
  J$ |. P! e0 }" U" s* O% I) HM = 1;   %the number of object 目标函数的位置
9 O) D, x+ _' g0 o3 V( [: nV = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数1 E3 f9 k, a+ u# U0 d! ~
wmax=0.9;: I" e- u2 y' D) S2 E/ ^- J
wmin=0.35;6 c; z& {5 o/ e! `7 I- h' p
c1=1.3;; @- M2 B; X; v' Y: T
c2=1.3;
# r/ U% ~. k, L6 ifor iter=1:gen
; N8 y9 O, E% c0 WW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;
, h& P1 O5 Y2 C. R" Nend     %计算惯性权重 inertia weight8 N$ @( }0 H+ g
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: x2 M2 q/ Z  Z
for i=1:pop
) X9 v5 Y8 h4 _- F6 g; C    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵
, D* b9 m  ~) L% h/ oend
4 ?- P% s# r1 U1 j, D( ?%初始化gbest
; h3 t6 n% M! i9 I: @! u[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序( ?4 `; K6 F( K) T
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% W. T6 K! v: F4 @6 J0 h* O# |# r3 y, V
for i = 1 : gen, X& n1 Q. r" Z' C+ x: S+ z# w
    x_temp=chromosome(:,1:7);) @1 ]& [; t$ e4 C- T$ A
    v_temp=chromosome(:,9:15);2 L* L# ?) `, F3 T- ]" D
    pbest_temp=(:,1:7);& j8 L$ C! ]) L8 o' L
    for j=1:pop
( W# M( T+ w, D. t* W2 i$ D" f6 Z        gbest_temp(j,:)=(1:7);7 C) h3 _2 G- V3 s: N1 s5 e
    end
) \" S( }: U. J5 P' J; V) f
' Z- q9 T, A: Y, H8 S9 A7 i$ @9 |- E9 |" l, E, B
0 ~: `- V! D+ l% {% @" {
new=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);+ y  _. ~1 d2 K2 {# y2 B% Z
    x_new=x_temp+v_new;" g1 T. e' J+ m& X. H0 J
    x_new=check_band(x_new);
2 D1 Z9 P; S( \5 g6 N! s       for j=1:pop
( {) }+ R2 X) r- _4 X# k         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵, T. V' C1 `& j. y* a- l! U; i8 `
    end- P  D, i, E; G8 [' a& w
       x_new(:,8)=f_object;, H7 e1 r, s, t# @) Z
       chromosome = x_new;
% W1 m& c3 H8 `# y# G+ h- r7 F       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  
# b& d7 \' N& |- j: R       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
! x: M  X# t% k+ k# L         for j=1:pop! n# `  V) y$ }! x2 U
         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)7 ?' @! b5 H- `+ u' W: U
             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);
' U* l, s# w6 K, p/ h! F% t0 O         end
9 Q( W# E& \0 w$ W2 z, D- h# H5 _. S: I8 _     end3 W8 ~7 s6 L" g% a& L. j
     chromosome=chromosome(1:pop,:);
, u! K# ~5 W: Q! y, Z* u4 o     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);( u. m! c8 T9 Y9 r* w
       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));- ~: b& J; Y# D6 F5 a# H
     gbest=chromosome(index(1),:);
, t4 I) n/ w$ d( d1 q     chromosome=chromosome(1:pop,:);
0 N- ?- O5 Z& z+ k6 ^     solution(i)=gbest(8);7 K. D) k8 o* }( X, R0 K
     generation(i)=i;2 l( q# L+ M3 Z
     if ~mod(i,10), O' ~3 s; @/ s; c* _/ T
         fprintf('%d\n',i);- o5 D" j% B# I* D
     end9 K  W7 v9 ^. d) [0 V
end
( u# E; {" O3 k3 p/ E' \2 t" |         figure(1)
6 {& H% H' d4 r) f. s6 H' k, i1 g! q; K# p         ABC_object(chromosome(1,1:7));
, E% g6 w! _/ I. s: _         figure (2)
/ G( p$ C$ O% K4 C/ G  d) E         plot(generation, solution );# L3 t5 r6 j+ M4 s/ W0 Z, {
         title('QR op using   pso');
1 F+ H8 B. ~/ ?1 q+ A         xlabel('generation');3 y4 R4 o* s# L) Y) R! ^! O
         ylabel('solution');
' V  a1 z; f& L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% m- D: P! _  U8 b

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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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