matlab多目标规划代码GA

时间: 2023-10-05 22:08:49 浏览: 43
您好!对于多目标规划问题,可以使用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)来求解。下面是一个简单的MATLAB多目标规划问题的GA代码示例: ```matlab % 定义目标函数 function f = objFunc(x) f(1) = x(1)^2 + x(2)^2; f(2) = (x(1)-1)^2 + x(2)^2; end % 定义GA参数 nVar = 2; % 变量个数 nObj = 2; % 目标个数 varMin = -10; % 变量最小值 varMax = 10; % 变量最大值 nPop = 50; % 种群大小 maxGen = 100; % 最大迭代次数 % 初始化种群 empty_individual.position = []; empty_individual.cost = []; pop = repmat(empty_individual, nPop, 1); for i = 1:nPop pop(i).position = unifrnd(varMin, varMax, 1, nVar); pop(i).cost = objFunc(pop(i).position); end % 进化循环 for gen = 1:maxGen % 生成子代种群 offspring = []; for k = 1:nPop % 选择父代 p1 = BinaryTournament(pop); p2 = BinaryTournament(pop); % 交叉 c = Cross(p1, p2); % 变异 c = Mutate(c, varMin, varMax); % 计算子代适应度 c.cost = objFunc(c.position); % 添加到子代种群 offspring = [offspring; c]; end % 合并父代和子代种群 combinedPop = [pop; offspring]; % 非支配排序和拥挤度距离计算 combinedPop = NonDominatedSorting(combinedPop); combinedPop = CalculateCrowdingDistance(combinedPop); % 选择下一代种群 pop = EnvironmentalSelection(combinedPop, nPop); end % 输出最优解 bestIndividual = pop(1); disp('最优解:'); disp(bestIndividual.position); disp('最优目标函数值:'); disp(bestIndividual.cost); % 二元锦标赛选择 function p = BinaryTournament(pop) nPop = numel(pop); i1 = randi([1, nPop]); i2 = randi([1, nPop]); if pop(i1).cost(1) < pop(i2).cost(1) || (pop(i1).cost(1) == pop(i2).cost(1) && pop(i1).cost(2) < pop(i2).cost(2)) p = pop(i1); else p = pop(i2); end end % 单点交叉 function c = Cross(p1, p2) nVar = numel(p1.position); c.position = zeros(1, nVar); for i = 1:nVar if rand <= 0.5 c.position(i) = p1.position(i); else c.position(i) = p2.position(i); end end end % 多项式变异 function c = Mutate(c, varMin, varMax) nVar = numel(c.position); for i = 1:nVar if rand <= 0.1 c.position(i) = varMin + rand * (varMax - varMin); end end end % 非支配排序 function pop = NonDominatedSorting(pop) nPop = numel(pop); F = {}; F{1} = []; nF = 1; for i = 1:nPop pop(i).dominationSet = []; pop(i).dominatedCount = 0; for j = 1:nPop if Dominates(pop(i), pop(j)) pop(i).dominationSet = [pop(i).dominationSet, j]; elseif Dominates(pop(j), pop(i)) pop(i).dominatedCount = pop(i).dominatedCount + 1; end end if pop(i).dominatedCount == 0 pop(i).rank = 1; F{1} = [F{1}, i]; end end while ~isempty(F{nF}) Q = []; for i = F{nF} for j = pop(i).dominationSet pop(j).dominatedCount = pop(j).dominatedCount - 1; if pop(j).dominatedCount == 0 pop(j).rank = nF + 1; Q = [Q, j]; end end end nF = nF + 1; F{nF} = Q; end end % 支配关系判断 function flag = Dominates(p1, p2) flag = all(p1.cost <= p2.cost) && any(p1.cost < p2.cost); end % 计算拥挤度距离 function pop = CalculateCrowdingDistance(pop) nPop = numel(pop); nObj = numel(pop(1).cost); for j = 1:nObj [sortedCost, sortedIndex] = sort([pop.cost], 'ascend'); pop(sortedIndex(1)).distance = inf; pop(sortedIndex(nPop)).distance = inf; for i = 2:nPop-1 pop(sortedIndex(i)).distance = pop(sortedIndex(i)).distance + (sortedCost(i+1) - sortedCost(i-1))/(sortedCost(nPop) - sortedCost(1)); end end end % 环境选择 function pop = EnvironmentalSelection(pop, nPop) nObj = numel(pop(1).cost); [sortedRank, sortedIndex] = sort([pop.rank]); front = sortedIndex(sortedRank == 1); if numel(front) <= nPop pop = pop(front); else pop = []; for i = 1:numel(front) if numel(pop) == nPop break; end if numel(pop) + numel(front) - i + 1 <= nPop pop = [pop; pop(front(i))]; else [sortedDistance, sortedIndex] = sort([pop(front(i)).distance], 'descend'); pop = [pop; pop(front(i))]; pop = [pop; pop(sortedIndex(1:nPop-numel(pop)))]; break; end end end end ``` 这个例子中,目标函数为两个二次函数,遗传算法通过多次迭代来优化目标函数,并输出最优解及最优目标函数值。您可以根据自己的具体问题修改目标函数和遗传算法的参数,以适应您的多目标规划问题。 希望对您有帮助!如果有任何问题,请随时向我提问。

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