nsga-ⅱ算法matlab

时间: 2023-11-07 16:57:49 浏览: 53
NSGA-II算法是一种多目标优化算法,主要用于解决多目标优化问题。在MATLAB中,可以使用以下步骤实现NSGA-II算法: 1. 定义问题的目标函数和约束条件; 2. 初始化种群,可以使用随机数生成初始种群; 3. 计算每个个体的适应度,可以使用目标函数值和约束条件值计算适应度; 4. 对种群进行排序和拥挤度计算,以确定每个个体的等级和种群的多样性; 5. 选择父代个体,可以使用锦标赛选择或轮盘赌选择等方法; 6. 交叉和变异,生成子代个体; 7. 计算子代个体的适应度,并将它们合并到种群中; 8. 对种群进行排序和拥挤度计算,以确定每个个体的等级和种群的多样性; 9. 选择下一代个体,重复步骤5到8,直到达到指定的停止条件。 需要注意的是,NSGA-II算法是一种较为复杂的优化算法,需要深入了解其原理和实现细节,才能正确地编写MATLAB程序。
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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 matlab代码

NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II)是一种常用的多目标优化算法,它是基于遗传算法的一种改进算法。NSGA-II算法通过非支配排序和拥挤度距离来维护种群的多样性,从而有效地解决了多目标优化问题。下面是NSGA-II算法的Matlab代码实现: ``` function [pop,fit] = nsga2(pop,fit,n,m,popsize,pcross,pmut) % NSGA-II算法 % 输入: % pop - 种群 % fit - 种群适应度 % n - 变量个数 % m - 目标个数 % popsize - 种群大小 % pcross - 交叉概率 % pmut - 变异概率 % 输出: % pop - 新种群 % fit - 新种群适应度 % 计算拥挤度距离 function d = crowding_distance(f) [m,n] = size(f); d = zeros(m,1); for i = 1:n [~,idx] = sort(f(:,i)); d(idx(1)) = inf; d(idx(end)) = inf; for j = 2:m-1 d(idx(j)) = d(idx(j)) + (f(idx(j+1),i)-f(idx(j-1),i))/(f(idx(end),i)-f(idx(1),i)); end end end % 非支配排序 function [F,S] = non_domination_sort(f) [m,n] = size(f); F{1} = []; S{1} = zeros(m,1); n(1) = 0; for p = 1:m S{1}(p) = 0; for q = 1:m if all(f(q,:)<=f(p,:)) && any(f(q,:)<f(p,:)) S{1}(p) = S{1}(p) + 1; end end if S{1}(p) == 0 F{1} = [F{1} p]; n(1) = n(1) + 1; end end i = 1; while ~isempty(F{i}) Q = []; for p = F{i} for q = 1:m if all(f(q,:)<=f(p,:)) && any(f(q,:)<f(p,:)) S{1}(q) = S{1}(q) - 1; if S{1}(q) == 0 Q = [Q q]; n(i+1) = n(i+1) + 1; end end end end i = i + 1; F{i} = Q; end end % 选择操作 function [pop,fit] = selection(pop,fit,n,m,popsize) [m,n] = size(fit); F = non_domination_sort(fit); newpop = []; newfit = []; i = 1; while length(newpop) + length(F{i}) <= popsize % 按拥挤度距离排序 cd = crowding_distance(fit(F{i},:)); [~,idx] = sort(cd,'descend'); newpop = [newpop; pop(F{i}(idx),:)]; newfit = [newfit; fit(F{i}(idx),:)]; i = i + 1; end if length(newpop) < popsize cd = crowding_distance(fit(F{i},:)); [~,idx] = sort(cd,'descend'); newpop = [newpop; pop(F{i}(idx(1:popsize-length(newpop))),:)]; newfit = [newfit; fit(F{i}(idx(1:popsize-length(newpop))),:)]; end pop = newpop; fit = newfit; end % 交叉操作 function pop = crossover(pop,pcross) [m,n] = size(pop); for i = 1:2:m if rand < pcross j = randi(n-1); pop(i:i+1,j+1:end) = pop(i+1:-1:i,j+1:end); end end end % 变异操作 function pop = mutation(pop,pmut) [m,n] = size(pop); for i = 1:m if rand < pmut j = randi(n); pop(i,j) = rand; end end end % 主程序 pop = rand(popsize,n); fit = zeros(popsize,m); for i = 1:popsize fit(i,:) = objfun(pop(i,:)); end for i = 1:100 pop = [pop; crossover(pop,pcross)]; pop = mutation(pop,pmut); for j = popsize+1:size(pop,1) fit(j,:) = objfun(pop(j,:)); end [pop,fit] = selection(pop,fit,n,m,popsize); end end ``` 其中,objfun是目标函数,需要根据具体问题进行定义。在使用该代码时,需要将objfun替换为自己定义的目标函数,并设置好其他参数。此外,该代码实现了非支配排序、拥挤度距离和选择操作,可以有效地维护种群的多样性。

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