nsga-ii算法的matlab代码

时间: 2023-04-03 13:05:04 浏览: 61
抱歉,我不熟悉matlab代码,但我可以提供关于NSGA-II算法的一些基本信息。NSGA-II是一种多目标优化算法,用于求解复杂的多目标优化问题。它的基本思想是使用解决多目标优化问题的种群搜索算法,通过不断迭代来改善种群中的解。它的优点在于可以有效地搜索出多个最优解,而不是仅仅找到一个最优解。
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nsga-ii算法matlab代码

以下是NSGA-II算法的Matlab代码示例: ``` % NSGA-II algorithm implementation in Matlab % Author: https://www.github.com/rafitc % Adapted from: https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/19915-nsga-ii-a-multi-objective-optimization-algorithm % Problem definition n = 10; % Number of decision variables m = 2; % Number of objectives lb = zeros(1,n); % Lower bounds ub = ones(1,n); % Upper bounds f1 = @(x) x(1); % Objective 1 f2 = @(x) (1+x(2))/x(1); % Objective 2 f = {f1,f2}; % NSGA-II parameters popSize = 100; % Population size maxGen = 50; % Maximum number of generations pc = 0.8; % Crossover probability nc = 2; % Number of children per crossover pm = 1/n; % Mutation probability nm = round(pm*popSize*n); % Number of mutants eta = 20; % Crossover and mutation distribution index alpha = 0.5; % Crowding distance parameter % Initialize population popDec = lhsdesign(popSize,n); popObj = evaluatePopulation(popDec,f); % NSGA-II main loop for iGen = 1:maxGen % Non-dominated sorting fronts = nonDominatedSorting(popObj); % Crowding distance assignment dist = crowdingDistanceAssignment(popObj,fronts,alpha); % Select parents parents = tournamentSelection(popObj,fronts,dist); % Generate offspring offDec = sbxCrossover(parents,pc,nc,lb,ub,eta); offDec = polynomialMutation(offDec,pm,lb,ub,eta); % Evaluate offspring offObj = evaluatePopulation(offDec,f); % Merge parent and offspring populations dec = [popDec;offDec]; obj = [popObj;offObj]; % Non-dominated sorting of merged population fronts = nonDominatedSorting(obj); % Crowding distance assignment of merged population dist = crowdingDistanceAssignment(obj,fronts,alpha); % Select new population popDec = []; popObj = []; iFront = 1; while(length(popObj) + length(fronts{iFront}) <= popSize) % Fill up population with fronts popDec = [popDec;dec(fronts{iFront},:)]; popObj = [popObj;obj(fronts{iFront},:)]; iFront = iFront + 1; end if(length(popObj) < popSize) % Fill up remaining population with individuals from last front lastFront = fronts{iFront}; [~,rank] = sort(dist(lastFront),'descend'); popDec = [popDec;dec(lastFront(rank(1:popSize-length(popObj))),:)]; popObj = [popObj;obj(lastFront(rank(1:popSize-length(popObj))),:)]; end % Display progress disp(['Generation ' num2str(iGen) ': hypervolume = ' num2str(hypervolume(popObj,[0 0]))]) end % Plot final population scatter(popObj(:,1),popObj(:,2),20,'k','filled') xlabel('Objective 1') ylabel('Objective 2') title('NSGA-II') ``` 注意,此代码中的许多函数都需要自己实现。但是,这个代码示例可以让您了解NSGA-II算法实现的主要步骤。

nsga-II算法的matlab代码

以下是NSGA-II算法的MATLAB代码: ```matlab %% NSGA-II Algorithm function [pop, front] = NSGAII(pop_size,gen_size,vari_num,x_min,x_max) % Parameters Setting pc = 0.9; % crossover probability pm = 1/vari_num; % mutation probability eta_c = 20; % crossover distribution index eta_m = 20; % mutation distribution index pop = rand(pop_size,vari_num) .* repmat((x_max-x_min),pop_size,1) + repmat(x_min,pop_size,1); % initial population for i = 1:pop_size obj(i,1) = f1(pop(i,:)); obj(i,2) = f2(pop(i,:)); end % NSGA-II Algorithm for i = 1:gen_size % Non-dominated Sorting [front,~] = non_domination_sort(obj); % Crowding Distance Calculation for j = 1:length(front) crowd_dis(j,:) = crowding_distance(obj(front{j},:)); end % Mating Selection & Variation pop_new = zeros(pop_size,vari_num); obj_new = zeros(pop_size,2); count = 0; for j = 1:length(front) [temp,index] = sort(crowd_dis(j,:),'descend'); front_member = front{j}; pop_temp = pop(front_member,:); for k = 1:length(front_member) if rand < pc && k ~= length(front_member) p1 = front_member(k); p2 = front_member(k+1); pop_new(count+1,:) = crossover(pop_temp(p1,:),pop_temp(p2,:),eta_c); obj_new(count+1,:) = [f1(pop_new(count+1,:)),f2(pop_new(count+1,:))]; count = count + 1; elseif rand < pm p = front_member(k); pop_new(count+1,:) = mutation(pop_temp(p,:),eta_m,x_min,x_max); obj_new(count+1,:) = [f1(pop_new(count+1,:)),f2(pop_new(count+1,:))]; count = count + 1; end end if count >= pop_size break; end end % Combine Parent & Offspring Populations pop = [pop;pop_new(1:pop_size-count,:)]; obj = [obj;obj_new(1:pop_size-count,:)]; end % Results Output [front,~] = non_domination_sort(obj); for i = 1:length(front) plot(obj(front{i},1),obj(front{i},2),'o'); hold on; end xlabel('f_1'); ylabel('f_2'); end %% Non-dominated Sorting function [front,rank] = non_domination_sort(obj) n = size(obj,1); rank = inf(1,n); dominate = false(n); for i = 1:n for j = i+1:n if all(obj(i,:) <= obj(j,:)) && any(obj(i,:) < obj(j,:)) dominate(i,j) = true; elseif all(obj(i,:) >= obj(j,:)) && any(obj(i,:) > obj(j,:)) dominate(j,i) = true; end end end for i = 1:n if sum(dominate(:,i)) == 0 rank(i) = 1; end end front{1} = find(rank == 1); i = 1; while ~isempty(front{i}) Q = []; for j = front{i} for k = 1:n if dominate(j,k) dominate(j,k) = false; if sum(dominate(k,:)) == 0 rank(k) = i + 1; Q = [Q,k]; end end end end i = i + 1; front{i} = Q; end end %% Crowding Distance Calculation function [crowd_dis] = crowding_distance(obj) n = size(obj,1); crowd_dis = zeros(1,n); f_max = max(obj,[],1); f_min = min(obj,[],1); for i = 1:size(obj,2) [~,index] = sort(obj(:,i)); crowd_dis(index(1)) = inf; crowd_dis(index(end)) = inf; for j = 2:n-1 crowd_dis(index(j)) = crowd_dis(index(j)) + (obj(index(j+1),i) - obj(index(j-1),i))/(f_max(i) - f_min(i)); end end end %% SBX Crossover Operator function [offspring] = crossover(p1,p2,eta_c) n = length(p1); u = rand(1,n); offspring = zeros(1,n); for i = 1:n if u(i) <= 0.5 if abs(p1(i)-p2(i)) > 1e-10 if p1(i) < p2(i) x1 = p1(i); x2 = p2(i); else x1 = p2(i); x2 = p1(i); end y1 = (x1 - floor(x1)) + floor(x2); y2 = (x2 - floor(x2)) + floor(x1); if rand < 0.5 offspring(i) = y1; else offspring(i) = y2; end else offspring(i) = p1(i); end else if abs(p1(i)-p2(i)) > 1e-10 if p1(i) < p2(i) x1 = p1(i); x2 = p2(i); else x1 = p2(i); x2 = p1(i); end y1 = 2*x1 - x2; y2 = 2*x2 - x1; if y1 < 0 y1 = 0; elseif y1 > 1 y1 = 1; end if y2 < 0 y2 = 0; elseif y2 > 1 y2 = 1; end offspring(i) = y1; else offspring(i) = p1(i); end end end end %% Polynomial Mutation Operator function [offspring] = mutation(p,eta_m,x_min,x_max) n = length(p); offspring = p; for i = 1:n if rand < eta_m/n delta1 = (p(i) - x_min)/(x_max - x_min); delta2 = (x_max - p(i))/(x_max - x_min); u = rand; if u <= 0.5 deltaq = (2*u + (1 - 2*u)*(1-delta1)^(eta_m+1))^(1/(eta_m+1))-1; else deltaq = 1 - (2*(1-u) + 2*(u-0.5)*(1-delta2)^(eta_m+1))^(1/(eta_m+1)); end offspring(i) = p(i) + deltaq*(x_max - x_min); if offspring(i) < x_min offspring(i) = x_min; elseif offspring(i) > x_max offspring(i) = x_max; end end end end %% Objective Function 1 function [y1] = f1(x) y1 = x(1); end %% Objective Function 2 function [y2] = f2(x) y2 = (1+x(2))/x(1); end ``` 其中,`pop_size`为种群大小,`gen_size`为迭代次数,`vari_num`为变量个数,`x_min`和`x_max`分别为变量的上下界。`f1`和`f2`分别为两个目标函数,根据具体问题进行修改。
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