已知函数y=f(x1,x2)=x1^2+2^2,其中-10<=x1x2<=10,用粒子群优化算法求解y的最小值。取粒子群初始化(x,v)= (5,2)(6,5);(-4,-8) (3.6);(1,1)(-5,8) ,c1=c2=2,w=0.7
时间: 2024-06-06 13:08:29 浏览: 175
首先,粒子群优化算法的基本思想是模拟鸟群觅食的行为,将搜索空间看作是一个生态系统,每个搜索点看作是一个鸟,通过不断调整速度和位置来寻找最优解。
具体实现过程如下:
1. 初始化粒子群,包括粒子的位置和速度。
2. 计算每个粒子的适应度,即目标函数的值。
3. 更新全局最优解和每个粒子的最优解。
4. 根据当前的速度和全局最优解、个体最优解,更新粒子的速度和位置。
5. 重复执行2-4步直到满足停止条件。
根据题目,可以将粒子的位置表示为(x1, x2),速度表示为(v1, v2),目标函数为y=f(x1, x2)=x1^2+2*x2^2。
初始化粒子群,包括粒子的位置和速度:
粒子1:(x1, x2) = (5, 2),(v1, v2) = (0, 0)
粒子2:(x1, x2) = (6, 5),(v1, v2) = (0, 0)
粒子3:(x1, x2) = (-4, -8),(v1, v2) = (0, 0)
粒子4:(x1, x2) = (3.6, 1),(v1, v2) = (0, 0)
粒子5:(x1, x2) = (1, -5),(v1, v2) = (0, 0)
粒子6:(x1, x2) = (-5, 8),(v1, v2) = (0, 0)
其中,每个粒子的位置坐标都在-10到10之间随机生成。
计算每个粒子的适应度,即目标函数的值:
粒子1:y = f(5, 2) = 5^2 + 2*2^2 = 29
粒子2:y = f(6, 5) = 6^2 + 2*5^2 = 76
粒子3:y = f(-4, -8) = (-4)^2 + 2*(-8)^2 = 132
粒子4:y = f(3.6, 1) = 3.6^2 + 2*1^2 = 14.96
粒子5:y = f(1, -5) = 1^2 + 2*(-5)^2 = 51
粒子6:y = f(-5, 8) = (-5)^2 + 2*8^2 = 129
更新全局最优解和每个粒子的最优解:
初始时,全局最优解为粒子3的位置(-4, -8),每个粒子的最优解也为初始位置。
根据公式v(t+1) = w*v(t) + c1*r1*(pbest-x) + c2*r2*(gbest-x),更新粒子的速度和位置:
其中,w=0.7,c1=c2=2,r1和r2分别为0到1之间的随机数,pbest为每个粒子的最优解,gbest为全局最优解。
假设r1=0.3,r2=0.5,则粒子1的更新公式为:
v1(1) = 0.7*0 + 2*0.3*(5-5) + 2*0.5*(-4-5) = -9
v2(1) = 0.7*0 + 2*0.3*(2-2) + 2*0.5*(-8-2) = -10
x1(1) = 5 - 9 = -4
x2(1) = 2 - 10 = -8
同理,可以得到其余粒子的新速度和新位置:
粒子1:(-4, -8),(-9, -10)
粒子2:(6, 5),(0, 0)
粒子3:(-4, -8),(0, 0)
粒子4:(3.6, 1),(0, 0)
粒子5:(1, -5),(0, 0)
粒子6:(-5, 8),(0, 0)
再次计算每个粒子的适应度,更新每个粒子的最优解和全局最优解。
重复执行以上步骤,直到满足停止条件(如达到最大迭代次数、目标函数值足够小等)。最终得到的全局最优解为(-4, -8),目标函数的最小值为132。
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