写一个使用粒子群算法来实现10个智能体成功围捕一个动态目标的python程序,绘制出智能体和目标的位置

时间: 2023-04-08 12:03:56 浏览: 110
我可以回答这个问题。以下是使用粒子群算法实现10个智能体成功围捕一个动态目标的Python程序: ```python import random import math import matplotlib.pyplot as plt # 定义粒子群算法的参数 num_agents = 10 # 智能体数量 num_iterations = 100 # 迭代次数 c1 = 2 # 学习因子1 c2 = 2 # 学习因子2 w = 0.7 # 惯性权重 max_velocity = 5 # 最大速度 # 定义目标的位置和速度 target_position = [50, 50] target_velocity = [1, 1] # 定义智能体的位置、速度和最佳位置 agent_positions = [[random.uniform(0, 100), random.uniform(0, 100)] for i in range(num_agents)] agent_velocities = [[0, 0] for i in range(num_agents)] agent_best_positions = agent_positions.copy() # 定义函数来计算智能体的适应度 def fitness(agent_position): distance = math.sqrt((agent_position[0] - target_position[0]) ** 2 + (agent_position[1] - target_position[1]) ** 2) return 1 / distance # 迭代粒子群算法 for iteration in range(num_iterations): for i in range(num_agents): # 计算智能体的适应度 fitness_i = fitness(agent_positions[i]) # 更新最佳位置 if fitness_i > fitness(agent_best_positions[i]): agent_best_positions[i] = agent_positions[i].copy() # 计算速度和位置 r1 = random.uniform(0, 1) r2 = random.uniform(0, 1) agent_velocities[i][0] = w * agent_velocities[i][0] + c1 * r1 * (agent_best_positions[i][0] - agent_positions[i][0]) + c2 * r2 * (target_position[0] - agent_positions[i][0]) agent_velocities[i][1] = w * agent_velocities[i][1] + c1 * r1 * (agent_best_positions[i][1] - agent_positions[i][1]) + c2 * r2 * (target_position[1] - agent_positions[i][1]) agent_velocities[i][0] = max(-max_velocity, min(max_velocity, agent_velocities[i][0])) agent_velocities[i][1] = max(-max_velocity, min(max_velocity, agent_velocities[i][1])) agent_positions[i][0] += agent_velocities[i][0] agent_positions[i][1] += agent_velocities[i][1] # 更新目标的位置 target_position[0] += target_velocity[0] target_position[1] += target_velocity[1] # 绘制智能体和目标的位置 plt.clf() plt.xlim(0, 100) plt.ylim(0, 100) plt.scatter([agent_position[0] for agent_position in agent_positions], [agent_position[1] for agent_position in agent_positions], c='b') plt.scatter(target_position[0], target_position[1], c='r') plt.pause(0.1) plt.show() ``` 这个程序使用粒子群算法来优化智能体的位置,使它们能够成功围捕一个动态目标。程序中定义了智能体的位置、速度和最佳位置,以及目标的位置和速度。在每次迭代中,程序计算每个智能体的适应度,更新最佳位置,计算速度和位置,并更新目标的位置。程序还绘制了智能体和目标的位置,以便我们可以看到它们的运动轨迹。
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