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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
  N  t9 S0 [& X+ ?
%%%%%     
& f- Y3 D3 r9 ?" a, N0 {函数名:/ o9 n- R; s8 u; H
  initialize_variables()    %%%%%
0 u( G1 S/ b& e5 F6 [function f = initialize_variables(N)     o* o# I; Q4 Q; Q+ K
min = 0.1;- i! Q8 i3 L1 E2 y% o% k
max = 400;  
' s7 W8 l/ ?3 ]; P2 @0 u0 O5 _. n+ _Vmax=1;
+ ?; d0 a" H/ e$ l7 PVmin=-1;   ; Q5 K- `- p) y% X9 }9 Q. h
%come to here  1 A- E6 I9 r* D6 {6 u% _. H/ B
M=7;
) k& _$ G7 t- r/ f: X2 c. cK=8;! M6 D; w; f. ?; l9 J# H
for i = 1 : N  U* k5 @* O7 p
% Initialize the decision variables
! `# Y( B  N" z- H9 k( wfor j = 1 : M: x$ r! {+ Q5 }2 r1 T5 j! w: H
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random
8 i" S$ }( I# ~9 Z2 `5 g, a# N' Uend" a" C5 l$ m  F
% Evaluate the objective function
# G& H: t/ Y/ X  \! N$ ff(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  / d; C9 k+ ]. B' D% V
for j=K+1:K+7
- Z+ y" F3 u8 H/ m7 gf(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);3 h+ w) |6 m# T' k4 A1 B1 X3 S
end
9 _8 |; T6 m) _; \) Y0 `end
5 |' m& B& L8 }& y2 b1 O# d1 B  s1 p, M6 c

: E/ j. D; J* ?7 R8 c
' L- ]& g) s; p! p5 G1 U, Y%%%%%
8 w6 U% p5 X0 _/ x%%%%%9 t  O6 ~. ~- w0 P
函数名:
& `! Y' J' C" G* B% L! R: @; ?initialize_variables()%%%%%# a4 z4 o% c" s; Z8 n& Y, @" c, t
min = 0.1;  
8 I2 _# X! |6 u' ]max = 400;  
0 X/ r. z' T9 Y# k9 Q/ v( T- mVmax=1;9 l2 }) H( G8 e8 N
Vmin=-1;  
7 N8 m# S9 J1 G7 b2 x* H2 V2 `  L; W%come to here  
/ v0 d' R) x* U' x- vM=7;
' B* v6 O4 N' R9 F6 bK=8;6 s! }5 w4 N1 t' F8 I+ `
for i = 1 : N$ }2 j& i% I/ M& Y- A% h: `
     % Initialize the decision variables
. Z& K4 L$ L/ _" T     for j = 1 : M
# y$ g8 u) l6 M' L4 u         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random
- |) l  h* S& {, j( ?     end
3 ]. H& @- M1 x& U# S     % Evaluate the objective function/ w3 C% z& v$ G& Y
     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  - ?4 a5 K% T. m- Y  C
     for j=K+1:K+7
9 O) j$ i6 i0 [* V$ m         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
* _% W2 r2 [: B% U     end! R7 S5 C6 I( R  e
end
4 F, I0 C0 H" J: ]2 H, ~
( Z) j9 J0 W& G+ a+ I1 M$ J9 g( L# o9 [. l1 p1 N
function f = check_band(x)
1 u$ G- Z/ m9 P/ `0 W[M,N]=size(x);
; j; w( V, ?6 @& r5 Q# _( q0 Efor i=1:7" w! x! P: W* ^1 M9 {+ L- e& E
l_limit(i) = 0.1;" T/ _* q* o9 r) Z9 L& ]4 b
u_limit(i) = 400;
1 ^8 M- @$ B* ]end
1 G) Z- ^8 l: F; z8 P" Wfor i=1:M/ U* l1 u4 Q9 f) F) X& q+ [. U
for j=1:N+ o* ~- X9 T. x! I. \- t" A/ h% U$ P0 L
if x(i,j)>u_limit(j)
; ?/ V2 u, k" X$ Lx(i,j)=u_limit(j);
4 S; ]( b8 M; Oelseif x(i,j)<l_limit(j)
' ?' h9 f  |: f8 B  e& lx(i,j)=l_limit(j);
: J  J  D* B: J% d. o# z. B' {5 Kend
1 G1 p7 Q4 I' T! |4 Jend
& @, }# m" N4 z- L8 Xend
- \0 n# m, P2 F* G* B; ]f=x;
% b: w' y( {0 _+ g* }& O
' f! t+ J, u) Q+ _9 N! I+ x
( S; n3 {1 V6 afunction f = check_band_v(x)/ Z  W; C' m& y# r1 u  M
[M,N]=size(x);     
6 Q' C( ]- \# E9 X& Pu_limit=1;$ E2 U7 M1 p! O0 G1 s- R' O; m9 J
l_limit=-1;
3 R4 w" y& S+ \; _$ }: Lfor i=1:M- Q# v* A2 L$ Z: f
     for j=1:N! p+ N  N* k1 T% x4 y
         if x(i,j)>u_limit6 F' o+ s9 E% e
             x(i,j)=u_limit;. P' E) r5 E- }( Z' L0 M' W
         elseif x(i,j)<l_limit5 _3 K, b# J& }9 k1 o
             x(i,j)=l_limit;
, C9 q. s: b& f/ [& J         end* _0 G- x1 p2 X7 l7 O. j+ k
     end
7 V9 A- w8 L8 p+ i! f  T! @& Wend3 `- q) s# R: d- m( I
f=x;+ I) N) A% s4 V1 t

8 J1 N* E$ j* G6 V; M% i
  n+ K5 y: C0 S, l# A/ ffunction f = evaluate_objective(x)" Y( @2 G  ]. M( b
f = [];
& X/ `+ [0 \8 W) w) S% WA=[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) H  P0 C1 G+ S8 x
,0,0,0];
+ l4 W$ ^, M; L% x) ?3 c5 QB=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';& r' T" b2 B: {. e& R
C=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];6 M# J, s# ?5 _
D=0;
/ e2 N  E" I1 r1 l4 r- ?5 O3 HH=ss(A,B,C,D);
6 i1 J0 K7 N; x) E  Q: w8 nq=[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,$ i) _1 v8 x3 Z6 x: T8 Y5 j3 v
0,0,0,x(6)];, [: v: @" c' L
r=x(7);
$ Y# ]) c- w4 t3 R/ [" ek=lqr(H,q,r);* X, b$ M( y* w( ?
a=A-B*k;3 O+ p+ j6 |, W+ ]7 {& L% L8 x+ u
h=ss(a,B,C,D);   
0 i$ X: q! m* G- mT=0:0.1:7;4 A' h3 U  O( K2 K/ Q+ }
[output,time,stat_vect]=step(h,T);
: a3 k" o, Q* I( f8 g/ k* ]8 d8 V%output
& O4 E. S0 b/ ^$ _% q%stat_vect9 p* ^. }; G) i5 v  O
sum_1=0;7 x$ B. ]' F' o1 q2 y$ [
for i=1:1:717 g5 `" m; c9 n0 ]  q% l
sum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';! x/ h5 S( P# r
end. C7 [/ L# N( h* \+ z
f=sum_1;
1 w& I7 j' k. `; O
8 D& ^( M* H( B, ]3 f
# a# D# O  y& \; \# U
  z- K( W0 P  v+ A- a0 M2 ?' B附录0 a. V  G& W! Q
C0 U/ [& `" {7 i
粒子群算法程序:! j& i3 P# H8 Q: X  g/ {

- D- ?4 P. C) \! w%%%%%" `; G1 M8 {0 }6 _5 f% L/ A+ s0 G
被调函数3 [) f6 f) Y- \0 E/ I1 e/ [
1  r& C$ O4 J3 C1 ^$ v! r

/ g% b# ?4 E( g0 winitialize_variables()  . Z' z+ B5 ]  P" ]7 R: N/ Y; o
种群初始化函数
3 C( g2 r# |( b$ P1 c: [1 M( c; [%%%%%
* |+ U# c4 f7 n%%%%%0 ?& {" d7 \+ ^, Y. t& r$ ?/ R
被调函数5 K# d+ U2 l0 l* l
2/ f& w9 T4 C/ u/ u' y9 X, \

( u9 X% v) ~. Q$ F$ B1 Levaluate_objective()
  D1 q- u+ K; E" b, N0 s7 l计算个体适应度的目标函数/ E  Y' T+ \) U0 A$ S
%%%%%# G& `" s5 S" ]" `$ D
clear all# |0 c8 R7 d% [
clc
7 `+ b' I) m# Z& Ipop = 30;%30$ |" V+ A# N9 w6 E8 f* o
gen = 50;%50
6 k; S3 Z: l/ C7 Q5 A6 B- {9 fM = 1;   %the number of object 目标函数的位置
/ N1 Y( P4 \  O/ D/ d+ v% ~V = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数/ C5 N" y" I( r8 H1 Y/ Y
wmax=0.9;! _2 G' L/ l" ^
wmin=0.35;
! J# Y' B% S: \+ R7 r7 E" M$ rc1=1.3;
# l9 T5 H# {" I" }9 b( Cc2=1.3;
6 v( r4 i! ^' {for iter=1:gen
) G2 ]7 L1 N( G! dW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;9 P) t0 c2 T* T) }
end     %计算惯性权重 inertia weight
, U+ X& K0 A# v2 |7 Schromosome = initialize_variables(pop);  %变量chromosome是一个30*15矩阵,里面包含30个个体的信息! K0 r- R: @" A, R
for i=1:pop
) Y5 S$ D0 b0 v- L5 z2 p    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵
7 D" U/ X+ v) _/ `% `end
, _% |# L- A, D( F- k0 o* i6 ^  @%初始化gbest& R4 ], k3 M8 Y6 f+ _8 j2 r+ m
[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序7 u; z: q7 B5 z& p" {# 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
4 v2 s: k/ ~  Efor i = 1 : gen
. D8 l* y$ R9 y1 _    x_temp=chromosome(:,1:7);9 G' ?8 P* h) `0 v9 A
    v_temp=chromosome(:,9:15);
$ ?2 ^* j1 ^8 B$ ?) J4 L    pbest_temp=(:,1:7);5 |; ?) n" i7 Z  c' w, l/ a) ?: Z
    for j=1:pop- X6 F, i! J# |! R% n( z
        gbest_temp(j,:)=(1:7);' g- O: h0 K  I! z
    end
6 S3 l: w9 F1 ?. T  Y+ `& S- u4 J6 L+ T% v+ f9 g8 D
& |8 ?9 I# p6 R0 A. L' J

' }' G# ^* j/ L7 Q( Q) Dnew=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);
; c* I  t/ D- A, ~9 U8 Y    x_new=x_temp+v_new;5 m& b, r. y* c* B* r& }+ ^8 E8 \- V
    x_new=check_band(x_new);. Y0 v; L# B: R) _% X
       for j=1:pop8 }0 P2 X! C7 Z- X2 U' Y& G
         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵
$ Y( y# V- P/ W1 \, s& a8 J    end
) [. X8 Z0 r  C       x_new(:,8)=f_object;4 z% W$ K4 G& Z; |; e
       chromosome = x_new;
( e5 j; ]# O% A  P* N5 H( C       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  1 H% S0 y3 X' j9 R
       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
% f! V5 F6 z7 E, a4 Z; l         for j=1:pop) m6 Q3 A) @' c; P6 ~
         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)
3 W) N) ?! U+ l4 }' C7 m% `7 ?             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);
5 G, c' }2 |. e  z         end
6 p) E: r* Z; \7 G: ?, ^     end
2 L4 g4 p7 E% ^8 E7 y7 v     chromosome=chromosome(1:pop,:);
. d$ d# l6 K, Q7 `     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);$ p6 V" p# o# T6 S
       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));' u2 V) ?' ]3 G$ m# g( f
     gbest=chromosome(index(1),:);3 h  I; W' C/ U: n$ k5 P
     chromosome=chromosome(1:pop,:);
7 L# n6 o2 k0 s! [3 Q     solution(i)=gbest(8);
' B( D. I+ `' s7 b1 r' y' e     generation(i)=i;
* h9 S( y1 y# j# Z0 n     if ~mod(i,10)
9 y; b1 s  d# ~/ l         fprintf('%d\n',i);
4 \8 `9 h* ]4 q     end' j# x  d5 O. l
end
3 p  ~9 p- d! `7 X, r, M% p         figure(1)
1 _4 c  v% _# m8 W& l  p& M         ABC_object(chromosome(1,1:7));+ m' q! v9 o4 d* ?; c
         figure (2)
2 m! X; t" ?% E         plot(generation, solution );6 y  B4 Z& h6 l. J* M' C& b7 ]
         title('QR op using   pso');- r9 u  n0 e2 K
         xlabel('generation');. \4 r* Z0 n8 a1 v" h
         ylabel('solution');! {! W: @* c* p, `8 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!7 b* J4 E: ?1 y' D" L$ k

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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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