写出遗传算法求 delta_h 最优值的程序

时间: 2024-04-22 17:28:21 浏览: 15
好的,下面是使用遗传算法求解 `delta_h` 的最优值的 MATLAB 程序示例: ```matlab function [best_delta_h, best_fitness] = geneticAlgorithm() % 遗传算法参数设置 populationSize = 50; numGenerations = 100; crossoverRate = 0.8; mutationRate = 0.1; % 问题参数设置 R_1 = 10; R_s = 20; h_m = 5; w_t = 1; w_s = 0.5; delta_sm = 0.2; alpha = 0.1; p = 2; % 初始化种群 population = initializePopulation(populationSize, R_1); % 迭代进化 for generation = 1:numGenerations disp(['Generation: ' num2str(generation)]); % 计算适应度 fitness = calculateFitness(population, R_1, R_s, h_m, w_t, w_s, delta_sm); % 选择操作 selectedParents = selection(population, fitness, populationSize); % 交叉操作 offspringCrossover = crossover(selectedParents, crossoverRate); % 变异操作 offspringMutation = mutation(offspringCrossover, mutationRate); % 合并新种群 population = [selectedParents; offspringMutation]; end % 计算最佳解 fitness = calculateFitness(population, R_1, R_s, h_m, w_t, w_s, delta_sm); [best_fitness, best_index] = min(fitness); best_delta_h = population(best_index); % 打印结果 disp(['Best delta_h: ' num2str(best_delta_h)]); disp(['Best fitness: ' num2str(best_fitness)]); end % 初始化种群 function population = initializePopulation(populationSize, R_1) delta_h_min = 0; delta_h_max = R_1; population = rand(populationSize, 1) * (delta_h_max - delta_h_min) + delta_h_min; end % 计算适应度 function fitness = calculateFitness(population, R_1, R_s, h_m, w_t, w_s, delta_sm) fitness = zeros(size(population)); for i = 1:length(population) delta_h = population(i); % 计算公式中的各个变量 theta = linspace(-pi * alpha / (2 * p), pi * alpha / (2 * p), 100); K_delta = (w_t / (w_t - delta_sm * w_s)) * ((sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) + delta_h - R_1 * cosd(theta)) ./ (sqrt(R_s^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - R_1 * cosd(theta)) + 1) - (sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) + delta_h - R_1 * cosd(theta)) ./ (sqrt(R_s^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - R_1 * cosd(theta)); h_p = sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) + delta_h - R_1 * cosd(theta); l_g = sqrt(R_s^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - sqrt((h_m + R_1 - delta_h)^2 - (R_1 * sind(theta)).^2) - R_1 * cosd(theta); % 计算 B_g B_r = 1; % 这里假设 B_r 的值为 1 sigma = 0; % 这里假设 sigma 的值为 0 B_g = B_r ./ (sigma + K_delta .* h_p ./ l_g); % 计算适应度 fitness(i) = mean(B_g); end end % 选择操作 function selectedParents = selection(population, fitness, populationSize) [~, sortedIndex] = sort(fitness, 'descend'); selectedParents = population(sortedIndex(1:populationSize), :); end % 交叉操作 function offspringCrossover = crossover(selectedParents, crossoverRate) numParents = size(selectedParents, 1); offspringCrossover = zeros(size(selectedParents)); for i = 1:numParents parent1 = selectedParents(i, :); if rand <= crossoverRate && i+1 <= numParents parent2 = selectedParents(i+1, :); crossoverPoint = randi([1, numel(parent1)]); offspringCrossover(i, :) = [parent1(1:crossoverPoint), parent2(crossoverPoint+1:end)]; offspringCrossover(i+1, :) = [parent2(1:crossoverPoint), parent1(crossoverPoint+1:end)]; else offspringCrossover(i, :) = parent1; end end end % 变异操作 function offspringMutation = mutation(offspringCrossover, mutationRate) numOffspring = size(offspringCrossover, 1); offspringMutation = zeros(size(offspringCrossover)); for i = 1:numOffspring offspring = offspringCrossover(i, :); if rand <= mutationRate mutatedGene = rand * range(offspring); offspringMutation(i, :) = offspring + mutatedGene; else offspringMutation(i, :) = offspring; end end end ``` 你可以通过调用 `geneticAlgorithm` 函数来运行遗传算法。它将返回最优的 `delta_h` 值以及对应的适应度。 请注意,在计算适应度时,为了获得更准确的结果,我在 `theta` 上生成了 100 个离散点进行计算。你可以根据实际情况进行调整。 希望这可以满足你的需求!如果你有任何其他问题,请随时提问。

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