混合反向学习和正交叉算子的差分进化算法matlab

时间: 2023-10-31 15:12:19 浏览: 43
混合反向学习和正交叉算子的差分进化算法是一种较新的优化算法,可以用于解决多种优化问题。下面是一个简单的 Matlab 实现: ```matlab function [best_sol, best_fitness] = HJADE(fitness_func, dim, bounds, max_evals) % HJADE: Hybrid JADE algorithm with orthogonal crossover and backpropagation % Input: % - fitness_func: function handle of the fitness function % - dim: number of dimensions % - bounds: bounds of the decision variables, a dim x 2 matrix % - max_evals: maximum number of function evaluations % Output: % - best_sol: best solution found % - best_fitness: fitness value of the best solution found % Initialize parameters pop_size = 20 * dim; % population size F = 0.5; % scaling factor CR = 0.9; % crossover rate p = 0.1; % orthogonal crossover probability H = 5; % number of hidden neurons eta = 0.1; % learning rate beta = 0.9; % momentum factor eps = 1e-8; % numerical stability constant % Initialize population pop = repmat(bounds(:, 1)', pop_size, 1) + rand(pop_size, dim) .* repmat(bounds(:, 2)' - bounds(:, 1)', pop_size, 1); fitness = arrayfun(fitness_func, pop); evals = pop_size; % Initialize neural network weights w1 = rand(dim, H) * 2 - 1; b1 = rand(1, H) * 2 - 1; w2 = rand(H, 1) * 2 - 1; b2 = rand(1, 1) * 2 - 1; v1 = zeros(dim, H); v2 = zeros(H, 1); % Main loop while evals < max_evals % Mutation idx = randperm(pop_size, 3); x_r1 = pop(idx(1), :); x_r2 = pop(idx(2), :); x_r3 = pop(idx(3), :); v = pop + F * (x_r1 - pop) + F * (x_r2 - x_r3); v = min(max(v, bounds(:, 1)'), bounds(:, 2)'); % Crossover u = zeros(size(pop)); for i = 1:size(pop, 1) if rand < CR % Orthogonal crossover v1 = w1' * v(i, :)' + b1'; v2 = w2' * v1 + b2'; grad = w2 * (v2 - fitness(i)) * v1' * (1 - v1.^2); w1 = w1 - eta * (v(i, :)' * grad' + beta * v1 * v1' * w1); b1 = b1 - eta * (grad' + beta * v1 * b1'); w2 = w2 - eta * (v1 * (v2 - fitness(i))); b2 = b2 - eta * (v2 - fitness(i)); w1 = w1 ./ norm(w1); w2 = w2 ./ norm(w2); if rand < p u(i, :) = v(i, :) + randn(1, dim) .* (bounds(:, 2)' - bounds(:, 1)'); else u(i, :) = v(i, :); end else u(i, :) = pop(i, :); end end % Selection new_fitness = arrayfun(fitness_func, u); evals = evals + pop_size; mask = new_fitness < fitness; pop(mask, :) = u(mask, :); fitness(mask) = new_fitness(mask); % Update best solution [best_fitness, best_idx] = min(fitness); best_sol = pop(best_idx, :); end ``` 其中,fitness_func 是待优化的目标函数,dim 是决策变量的维度,bounds 是决策变量的上下界,max_evals 是最大的函数评估次数。该算法采用了混合反向学习和正交叉算子的差分进化算法,其中反向学习用于更新神经网络的权重和偏置,正交叉算子用于交叉生成新的个体。在每次迭代中,首先根据当前种群计算适应度,然后进行选择和交叉操作,最后更新神经网络和最优解。

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