我來說一種可行但不唯一的方案:
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PSO求適應(yīng)度函數(shù)F=f(x1,x2,...,xn)的最小值,如果你想添加比如x1+x22這樣的不等式,就可以在計算完適應(yīng)度函數(shù)F后,判斷變量是否滿足你所要求的約束不等式,如果不滿足,則可以給適應(yīng)度函數(shù)值加入一個懲罰因子,比如原先函數(shù)值是21.5,加入懲罰因子inf(無窮大),就使得適應(yīng)度函數(shù)值變成了無窮大,這就達(dá)到了約束的效果;而如果滿足約束不等式,就不加入懲罰因子。
就是這樣子,不懂追問。
%不知道你具體的問題是什么,下面是一個最基本的pso算法解決函數(shù)極值問題,如果是一些大型的問題,需要對速度、慣性常數(shù)、和自適應(yīng)變異做進(jìn)一步優(yōu)化,希望對你有幫助
function y = fun(x)
y=-20*exp(-0.2*sqrt((x(1)^2+x(2)^2)/2))-exp((cos(2*pi*x(1))+cos(2*pi*x(2)))/2)+20+2.71289;
%下面是主程序
%% 清空環(huán)境
clc
clear
%% 參數(shù)初始化
%粒子群算法中的兩個參數(shù)
c1 = 1.49445;
c2 = 1.49445;
maxgen=200; % 進(jìn)化次數(shù)
sizepop=20; %種群規(guī)模
Vmax=1;%速度限制
Vmin=-1;
popmax=5;%種群限制
popmin=-5;
%% 產(chǎn)生初始粒子和速度
for i=1:sizepop
%隨機(jī)產(chǎn)生一個種群
pop(i,:)=5*rands(1,2); %初始種群
V(i,:)=rands(1,2); %初始化速度
%計算適應(yīng)度
fitness(i)=fun(pop(i,:)); %染色體的適應(yīng)度
end
%找最好的染色體
[bestfitness bestindex]=min(fitness);
zbest=pop(bestindex,:); %全局最佳
gbest=pop; %個體最佳
fitnessgbest=fitness; %個體最佳適應(yīng)度值
fitnesszbest=bestfitness; %全局最佳適應(yīng)度值
%% 迭代尋優(yōu)
for i=1:maxgen
for j=1:sizepop
%速度更新
V(j,:) = V(j,:) + c1*rand*(gbest(j,:) - pop(j,:)) + c2*rand*(zbest - pop(j,:));
V(j,find(V(j,:)Vmax))=Vmax;
V(j,find(V(j,:)Vmin))=Vmin;
%種群更新
pop(j,:)=pop(j,:)+0.5*V(j,:);
pop(j,find(pop(j,:)popmax))=popmax;
pop(j,find(pop(j,:)popmin))=popmin;
%自適應(yīng)變異(避免粒子群算法陷入局部最優(yōu))
if rand0.8
k=ceil(2*rand);%ceil朝正無窮大方向取整
pop(j,k)=rand;
end
%適應(yīng)度值
fitness(j)=fun(pop(j,:));
%個體最優(yōu)更新
if fitness(j) fitnessgbest(j)
gbest(j,:) = pop(j,:);
fitnessgbest(j) = fitness(j);
end
%群體最優(yōu)更新
if fitness(j) fitnesszbest
zbest = pop(j,:);
fitnesszbest = fitness(j);
end
end
yy(i)=fitnesszbest;
end
%% 結(jié)果分析
plot(yy)
title(['適應(yīng)度曲線 ' '終止代數(shù)=' num2str(maxgen)]);
xlabel('進(jìn)化代數(shù)');ylabel('適應(yīng)度');
解決方案1:
..m
.;unitcircle.....;.......;.....\....\.....\.m
............\..;.;.\.\......\psoplotswarm......m
....m
;ackleysfcn........m
...;psoiterate..;.........psopt20100414\..;......;.........m
;void...m
..\....m
.m
..;initstate.\.\...\..;.........\.;...;..dropwavefcn.......m
.\...\............\....\.m
.\.m
...\....\....\..........m
;.;...;rosenbrocksfcn..;griewangksfcn......\.\..m
...\.....;testfcns
.................\...\......\.;templatefcn.\....\...;......;..m
;.m
...\...;.\.............;....;license;......;...;rastriginsfcn.......;pso.....;..;psogenerateoutputmessage............\.;testfcn1......\unitdisk.m
....\.;psocheckbounds...\...m
.....;...\.\...;......\..\.;..;.....\........\..\...m
.\....\.;psocheckinitialpopulation..\...\.;overlaysurface..\psorunhybridfcn.;..;psooptimset..;heart.....;psoplotswarmsurf..;psopt\............;.....\....\.\releasenotes.........\..\.....m
.m
..\..........\.\..;...\....\....\.;..\..\psocheckpopulationinitrange......\...........\..\...\...........\.............;.m
............;private\.\......\...\...;.\.....;...\....;testfcns\;......;quadrifolium.\.m
..;......;langermannsfcn;.\..............;..m
.....\........;overlaycontour..\..\..........\..\...\..........\......;psoplotscorediversity...;nonlinearconstrdemo.\.m
.;.....;...;psocreationuniform...\........;..m
......m
.....;............;private
........\.;..\...........;psodemo.........m
..........\..;.....;....;..\.dejongsfcn.............\....\.\......\....\..............\.......m
.psoplotbestf..;......m
...;schwefelsfcn;..\.;..........\.\.......\....\.....;......m
........\....;....m
..........txt
..txt
.m
%標(biāo)準(zhǔn)PSO算法源代碼(matlab)
%標(biāo)準(zhǔn)粒群優(yōu)化算法程序
% 2007.1.9 By jxy
%測試函數(shù):f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048x,y2.048
%求解函數(shù)最小值
global popsize; %種群規(guī)模
%global popnum; %種群數(shù)量
global pop; %種群
%global c0; %速度慣性系數(shù),為0—1的隨機(jī)數(shù)
global c1; %個體最優(yōu)導(dǎo)向系數(shù)
global c2; %全局最優(yōu)導(dǎo)向系數(shù)
global gbest_x; %全局最優(yōu)解x軸坐標(biāo)
global gbest_y; %全局最優(yōu)解y軸坐標(biāo)
global best_fitness; %最優(yōu)解
global best_in_history; %最優(yōu)解變化軌跡
global x_min; %x的下限
global x_max; %x的上限
global y_min; %y的下限
global y_max; %y的上限
global gen; %迭代次數(shù)
global exetime; %當(dāng)前迭代次數(shù)
global max_velocity; %最大速度
initial; %初始化
for exetime=1:gen
outputdata; %實時輸出結(jié)果
adapting; %計算適應(yīng)值
errorcompute(); %計算當(dāng)前種群適值標(biāo)準(zhǔn)差
updatepop; %更新粒子位置
pause(0.01);
end
clear i;
clear exetime;
clear x_max;
clear x_min;
clear y_min;
clear y_max;
%程序初始化
gen=100; %設(shè)置進(jìn)化代數(shù)
popsize=30; %設(shè)置種群規(guī)模大小
best_in_history(gen)=inf; %初始化全局歷史最優(yōu)解
best_in_history(gen)=inf; %初始化全局歷史最優(yōu)解
max_velocity=0.3; %最大速度限制
best_fitness=inf;
%popnum=1; %設(shè)置種群數(shù)量
pop(popsize,8)=0; %初始化種群,創(chuàng)建popsize行5列的0矩陣
%種群數(shù)組第1列為x軸坐標(biāo),第2列為y軸坐標(biāo),第3列為x軸速度分量,第4列為y軸速度分量
%第5列為個體最優(yōu)位置的x軸坐標(biāo),第6列為個體最優(yōu)位置的y軸坐標(biāo)
%第7列為個體最優(yōu)適值,第8列為當(dāng)前個體適應(yīng)值
for i=1:popsize
pop(i,1)=4*rand()-2; %初始化種群中的粒子位置,值為-2—2,步長為其速度
pop(i,2)=4*rand()-2; %初始化種群中的粒子位置,值為-2—2,步長為其速度
pop(i,5)=pop(i,1); %初始狀態(tài)下個體最優(yōu)值等于初始位置
pop(i,6)=pop(i,2); %初始狀態(tài)下個體最優(yōu)值等于初始位置
pop(i,3)=rand()*0.02-0.01; %初始化種群微粒速度,值為-0.01—0.01,間隔為0.0001
pop(i,4)=rand()*0.02-0.01; %初始化種群微粒速度,值為-0.01—0.01,間隔為0.0001
pop(i,7)=inf;
pop(i,8)=inf;
end
c1=2;
c2=2;
x_min=-2;
y_min=-2;
x_max=2;
y_max=2;
gbest_x=pop(1,1); %全局最優(yōu)初始值為種群第一個粒子的位置
gbest_y=pop(1,2);
%適值計算
% 測試函數(shù)為f(x,y)=100(x^2-y)^2+(1-x)^2, -2.048x,y2.048
%計算適應(yīng)值并賦值
for i=1:popsize
pop(i,8)=100*(pop(i,1)^2-pop(i,2))^2+(1-pop(i,1))^2;
if pop(i,7)pop(i,8) %若當(dāng)前適應(yīng)值優(yōu)于個體最優(yōu)值,則進(jìn)行個體最優(yōu)信息的更新
pop(i,7)=pop(i,8); %適值更新
pop(i,5:6)=pop(i,1:2); %位置坐標(biāo)更新
end
end
%計算完適應(yīng)值后尋找當(dāng)前全局最優(yōu)位置并記錄其坐標(biāo)
if best_fitnessmin(pop(:,7))
best_fitness=min(pop(:,7)); %全局最優(yōu)值
gbest_x=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),1); %全局最優(yōu)粒子的位置
gbest_y=pop(find(pop(:,7)==min(pop(:,7))),2);
end
best_in_history(exetime)=best_fitness; %記錄當(dāng)前全局最優(yōu)
%實時輸出結(jié)果
%輸出當(dāng)前種群中粒子位置
subplot(1,2,1);
for i=1:popsize
plot(pop(i,1),pop(i,2),'b*');
hold on;
end
plot(gbest_x,gbest_y,'r.','markersize',20);axis([-2,2,-2,2]);
hold off;
subplot(1,2,2);
axis([0,gen,-0.00005,0.00005]);
if exetime-10
line([exetime-1,exetime],[best_in_history(exetime-1),best_fitness]);hold on;
end
%粒子群速度與位置更新
%更新粒子速度
for i=1:popsize
pop(i,3)=rand()*pop(i,3)+c1*rand()*(pop(i,5)-pop(i,1))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,1)); %更新速度
pop(i,4)=rand()*pop(i,4)+c1*rand()*(pop(i,6)-pop(i,2))+c2*rand()*(gbest_x-pop(i,2));
if abs(pop(i,3))max_velocity
if pop(i,3)0
pop(i,3)=max_velocity;
else
pop(i,3)=-max_velocity;
end
end
if abs(pop(i,4))max_velocity
if pop(i,4)0
pop(i,4)=max_velocity;
else
pop(i,4)=-max_velocity;
end
end
end
%更新粒子位置
for i=1:popsize
pop(i,1)=pop(i,1)+pop(i,3);
pop(i,2)=pop(i,2)+pop(i,4);