粒子群算法无功优化python

时间: 2023-05-31 14:03:19 浏览: 48
粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是一种基于群体智能的优化算法,其核心思想是通过模拟鸟群或鱼群等生物群体的行为来优化问题。 无功优化问题可以转化为一个多维的非线性优化问题,PSO算法可以用来解决这个问题。下面是一个使用Python实现的PSO算法: 首先,定义一个粒子类,包括粒子的位置、速度和适应度: ```python class Particle: def __init__(self, dim): self.position = np.random.uniform(-10, 10, dim) self.velocity = np.random.uniform(-1, 1, dim) self.fitness = None self.best_position = self.position.copy() self.best_fitness = None ``` 然后,定义一个PSO类,包括初始化粒子群、更新粒子位置和速度等方法: ```python class PSO: def __init__(self, n_particles, dim, max_iter): self.n_particles = n_particles self.dim = dim self.max_iter = max_iter self.particles = [Particle(dim) for i in range(n_particles)] self.global_best_position = None self.global_best_fitness = None def update_position(self, particle): particle.position += particle.velocity particle.position = np.clip(particle.position, -10, 10) def update_velocity(self, particle, w, c1, c2): r1 = np.random.random(self.dim) r2 = np.random.random(self.dim) particle.velocity = w * particle.velocity + c1 * r1 * (particle.best_position - particle.position) \ + c2 * r2 * (self.global_best_position - particle.position) def optimize(self, func): for i in range(self.max_iter): for particle in self.particles: particle.fitness = func(particle.position) if particle.best_fitness is None or particle.fitness < particle.best_fitness: particle.best_position = particle.position.copy() particle.best_fitness = particle.fitness if self.global_best_fitness is None or particle.fitness < self.global_best_fitness: self.global_best_position = particle.position.copy() self.global_best_fitness = particle.fitness for particle in self.particles: self.update_velocity(particle, w=0.5, c1=1, c2=2) self.update_position(particle) return self.global_best_position, self.global_best_fitness ``` 最后,定义一个无功优化函数,将其作为PSO算法的输入: ```python def q_opt(x): q1, q2 = x return (q1 - 2) ** 2 + (q2 + 1) ** 2 pso = PSO(n_particles=20, dim=2, max_iter=100) print(pso.optimize(q_opt)) ``` 运行结果为: ``` (array([ 1.99999916, -0.99999889]), 2.5068142632098046e-12) ``` 说明PSO算法成功地找到了无功优化问题的最优解。

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