编写pytorch代码,定义FA_CPSO优化算法,初始化混沌粒子群算法的位置、速度、种群规模等参数,利用混沌粒子群算法更新粒子群的速度和位置,在参数达到最优时引入萤火虫随机扰动,更新粒子群的参数,直到得到最优参数
时间: 2023-07-24 16:39:49 浏览: 106
Python算法:粒子群优化 (PSO)、萤火虫算法 (FA)、布谷鸟搜索 (CS)、蚁群优化 (ACO)、人工蜂群 (ABC)
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好的,我理解您的要求了。首先需要明确的是FA_CPSO算法是结合了混沌粒子群算法和萤火虫算法的一种优化算法,因此我们需要先实现混沌粒子群算法和萤火虫算法的部分代码。然后再结合两者实现FA_CPSO算法。
下面是一个简单的FA_CPSO算法示例,其中包括初始化、混沌粒子群算法部分、萤火虫算法部分和FA_CPSO算法部分。
```python
import torch
import numpy as np
# 定义目标函数(以 Rosenbrock 函数为例)
def rosenbrock(x):
return torch.sum(100.0 * (x[1:] - x[:-1] ** 2.0) ** 2.0 + (1 - x[:-1]) ** 2.0)
# 定义混沌序列生成函数
def chaotic_sequence(a, b, c, d, seed, length):
x = np.zeros(length)
x[0] = seed
for i in range(1, length):
x[i] = d * x[i - 1] + a * np.sin(b * x[i - 1]) + c
return x
# 定义萤火虫算法
def firefly_algorithm(pop_size, max_iter, dim, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func):
# 初始化种群
pop = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub)
for i in range(max_iter):
# 计算种群适应度
fitness = obj_func(pop)
# 更新萤火虫位置
for j in range(pop_size):
for k in range(pop_size):
if fitness[j] < fitness[k]:
r = torch.norm(pop[j] - pop[k])
pop[j] += beta * torch.exp(-gamma * r ** 2.0) * (pop[k] - pop[j]) + alpha * torch.FloatTensor(dim).normal_(0, 1)
# 限制位置范围
pop = torch.clamp(pop, lb, ub)
# 返回最优解和最优适应度
best_fitness, best_idx = torch.min(obj_func(pop), 0)
best_solution = pop[best_idx]
return best_solution, best_fitness
# 定义FA_CPSO算法
def fa_cpso(pop_size, max_iter, dim, a, b, c, d, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func):
# 初始化粒子群位置和速度
pos = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub)
vel = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub) - pos
# 初始化个体最优位置和适应度
pbest_pos = pos.clone()
pbest_fitness = obj_func(pbest_pos)
# 初始化全局最优位置和适应度
gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0)
gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx]
# 开始迭代
for i in range(max_iter):
# 生成混沌序列
chaos_seq = chaotic_sequence(a, b, c, d, i, pop_size)
# 更新粒子群速度和位置
vel = vel + chaos_seq.reshape(-1, 1) * (pbest_pos - pos) + chaos_seq.reshape(-1, 1) * (gbest_pos - pos)
pos = pos + vel
# 限制位置范围
pos = torch.clamp(pos, lb, ub)
# 更新个体最优位置和全局最优位置
fitness = obj_func(pos)
update_idx = fitness < pbest_fitness
pbest_pos[update_idx] = pos[update_idx]
pbest_fitness[update_idx] = fitness[update_idx]
if torch.min(pbest_fitness) < gbest_fitness:
gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0)
gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx]
# 引入萤火虫随机扰动
if i % 10 == 0:
best_solution, best_fitness = firefly_algorithm(pop_size, 10, dim, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func)
update_idx = best_fitness < pbest_fitness
pbest_pos[update_idx] = best_solution
pbest_fitness[update_idx] = best_fitness
if torch.min(pbest_fitness) < gbest_fitness:
gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0)
gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx]
# 返回最优解和最优适应度
return gbest_pos, gbest_fitness
```
在上述代码中,我们先定义了目标函数(以 Rosenbrock 函数为例)和混沌序列生成函数。然后定义了萤火虫算法和FA_CPSO算法,其中FA_CPSO算法结合了混沌粒子群算法和萤火虫算法的思想。在FA_CPSO算法中,我们先初始化粒子群的位置和速度,然后利用混沌序列更新粒子群的位置和速度。在更新完粒子群的位置和速度后,我们再利用萤火虫算法引入随机扰动,更新粒子群的参数。重复以上过程,直到得到最优参数。
需要注意的是,上述代码中的参数需要根据具体问题进行调整,以达到更好的优化效果。
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