用python代码解决使用粒子群优化算法求解函数极值优化问题:f(x,y)=3 cos〖(xy)+x+y^2 〗其中,x∈[-4,4], y∈[-4,4]。
时间: 2023-06-04 12:07:29 浏览: 103
【验】利用粒子群算法求解函数的极值,用于多目标模型优化.zip
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很高兴回答您的问题。对于您提出的这个问题,我可以提供以下的Python代码实现:
```python
import numpy as np
def f(x, y):
return 3 * np.cos(x * y) * x * y ** 2
# 定义粒子群优化算法
class ParticleSwarmOptimization:
def __init__(self, n_dim, size_pop, max_iter, lb, ub):
self.n_dim = n_dim # 搜索维度
self.size_pop = size_pop # 种群大小
self.max_iter = max_iter # 最大迭代次数
self.lb, self.ub = lb, ub # 搜索区间
self.w, self.c1, self.c2 = 0.5, 1, 1 # 权值和参数设置
self.X = np.random.uniform(lb, ub, (size_pop, n_dim)) # 初始化种群
self.V = np.random.rand(size_pop, n_dim) # 初始化速度
self.Fit = np.zeros(size_pop) # 初始化适应值
self.Fit_best = np.inf # 初始化最优解
self.X_best = np.zeros(n_dim) # 初始化最优个体
def evolve(self):
for it in range(self.max_iter):
self.Fit[:] = [f(*x) for x in self.X] # 计算适应值
idx_best = np.argmin(self.Fit) # 找到最优解
if self.Fit[idx_best] < self.Fit_best:
self.Fit_best = self.Fit[idx_best]
self.X_best = self.X[idx_best]
r1, r2 = np.random.rand(self.size_pop, self.n_dim), np.random.rand(self.size_pop, self.n_dim)
self.V = self.w * self.V + self.c1 * r1 * (self.X_best - self.X) + self.c2 * r2 * (self.X_best - self.X)
self.X = np.clip(self.X + self.V, self.lb, self.ub)
# 运行粒子群优化算法
pso = ParticleSwarmOptimization(n_dim=2, size_pop=50, max_iter=100, lb=np.array([-4, -4]), ub=np.array([4, 4]))
pso.evolve()
# 输出结果
print("最优解:", pso.X_best)
print("最优适应值:", pso.Fit_best)
```
这段代码使用 Python 语言实现了粒子群优化算法,并使用这个算法求解了您给出的函数极值问题。算法的主要思想是建立一个种群,每个个体代表问题的一个解,然后根据个体的适应值(在本问题中即函数的取值),计算速度和位移,最终得到最优解。请注意,本代码的搜索区间为 x, y ∈ [-4, 4],可以根据实际问题进行修改。
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