假设给出业务量函数为z(x,y)=-64.1290x^2-0.0001y^2-0.0001x+0.1564y+0.1325xy ,请你用matlab编写传统粒子群算法、惯性加权粒子群算法和增加扰动的惯性加权粒子群算法的适应度对比曲线,并把曲线绘制在一个图中,不要写成函数的形式,给出matlab代码
时间: 2023-12-06 21:44:17 浏览: 88
传统粒子群算法:
```matlab
% 传统PSO算法
clear;clc;
N = 50; % 粒子群数目
maxgen = 100; % 迭代次数
w = 0.8; % 惯性权重
c1 = 2; % 自我认知学习因子
c2 = 2; % 社会认知学习因子
r1 = rand(N,1);
r2 = rand(N,1);
Vmax = 10; % 最大速度
Vmin = -10; % 最小速度
% 初始化种群位置和速度
for i=1:N
x(i) = rand(1)*100;
y(i) = rand(1)*100;
Vx(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
Vy(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 初始化全局最优解
[bestval,idx] = min(z);
pbestx = x;
pbesty = y;
gbestx = x(idx);
gbesty = y(idx);
% 迭代寻优
for gen=1:maxgen
% 更新速度和位置
for i=1:N
Vx(i) = w*Vx(i)+c1*r1(i)*(pbestx(i)-x(i))+c2*r2(i)*(gbestx-x(i));
Vy(i) = w*Vy(i)+c1*r1(i)*(pbesty(i)-y(i))+c2*r2(i)*(gbesty-y(i));
% 限制速度范围
Vx(i) = min(max(Vx(i),Vmin),Vmax);
Vy(i) = min(max(Vy(i),Vmin),Vmax);
% 更新位置
x(i) = x(i)+Vx(i);
y(i) = y(i)+Vy(i);
% 限制位置范围
x(i) = min(max(x(i),0),100);
y(i) = min(max(y(i),0),100);
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 更新个体最优解和全局最优解
for i=1:N
if z(i) < -64.1290*pbestx(i)^2-0.0001*pbesty(i)^2-0.0001*pbestx(i)+0.1564*pbesty(i)+0.1325*pbestx(i)*pbesty(i)
pbestx(i) = x(i);
pbesty(i) = y(i);
end
if z(i) < bestval
bestval = z(i);
gbestx = x(i);
gbesty = y(i);
end
end
% 输出迭代结果
fprintf('第%d代,最优解:%f,坐标(%f,%f)\n',gen,bestval,gbestx,gbesty);
end
```
惯性加权粒子群算法:
```matlab
% 惯性加权PSO算法
clear;clc;
N = 50; % 粒子群数目
maxgen = 100; % 迭代次数
wmax = 0.9; % 最大惯性权重
wmin = 0.4; % 最小惯性权重
c1 = 2; % 自我认知学习因子
c2 = 2; % 社会认知学习因子
r1 = rand(N,1);
r2 = rand(N,1);
Vmax = 10; % 最大速度
Vmin = -10; % 最小速度
% 初始化种群位置和速度
for i=1:N
x(i) = rand(1)*100;
y(i) = rand(1)*100;
Vx(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
Vy(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 初始化全局最优解
[bestval,idx] = min(z);
pbestx = x;
pbesty = y;
gbestx = x(idx);
gbesty = y(idx);
% 迭代寻优
for gen=1:maxgen
% 计算当前惯性权重
w = wmax - (wmax-wmin)*gen/maxgen;
% 更新速度和位置
for i=1:N
Vx(i) = w*Vx(i)+c1*r1(i)*(pbestx(i)-x(i))+c2*r2(i)*(gbestx-x(i));
Vy(i) = w*Vy(i)+c1*r1(i)*(pbesty(i)-y(i))+c2*r2(i)*(gbesty-y(i));
% 限制速度范围
Vx(i) = min(max(Vx(i),Vmin),Vmax);
Vy(i) = min(max(Vy(i),Vmin),Vmax);
% 更新位置
x(i) = x(i)+Vx(i);
y(i) = y(i)+Vy(i);
% 限制位置范围
x(i) = min(max(x(i),0),100);
y(i) = min(max(y(i),0),100);
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 更新个体最优解和全局最优解
for i=1:N
if z(i) < -64.1290*pbestx(i)^2-0.0001*pbesty(i)^2-0.0001*pbestx(i)+0.1564*pbesty(i)+0.1325*pbestx(i)*pbesty(i)
pbestx(i) = x(i);
pbesty(i) = y(i);
end
if z(i) < bestval
bestval = z(i);
gbestx = x(i);
gbesty = y(i);
end
end
% 输出迭代结果
fprintf('第%d代,最优解:%f,坐标(%f,%f)\n',gen,bestval,gbestx,gbesty);
end
```
增加扰动的惯性加权粒子群算法:
```matlab
% 增加扰动的惯性加权PSO算法
clear;clc;
N = 50; % 粒子群数目
maxgen = 100; % 迭代次数
wmax = 0.9; % 最大惯性权重
wmin = 0.4; % 最小惯性权重
c1 = 2; % 自我认知学习因子
c2 = 2; % 社会认知学习因子
r1 = rand(N,1);
r2 = rand(N,1);
Vmax = 10; % 最大速度
Vmin = -10; % 最小速度
% 初始化种群位置和速度
for i=1:N
x(i) = rand(1)*100;
y(i) = rand(1)*100;
Vx(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
Vy(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 初始化全局最优解
[bestval,idx] = min(z);
pbestx = x;
pbesty = y;
gbestx = x(idx);
gbesty = y(idx);
% 迭代寻优
for gen=1:maxgen
% 计算当前惯性权重
w = wmax - (wmax-wmin)*gen/maxgen;
% 更新速度和位置
for i=1:N
Vx(i) = w*Vx(i)+c1*r1(i)*(pbestx(i)-x(i))+c2*r2(i)*(gbestx-x(i));
Vy(i) = w*Vy(i)+c1*r1(i)*(pbesty(i)-y(i))+c2*r2(i)*(gbesty-y(i));
% 增加扰动
Vx(i) = Vx(i) + 0.1*randn();
Vy(i) = Vy(i) + 0.1*randn();
% 限制速度范围
Vx(i) = min(max(Vx(i),Vmin),Vmax);
Vy(i) = min(max(Vy(i),Vmin),Vmax);
% 更新位置
x(i) = x(i)+Vx(i);
y(i) = y(i)+Vy(i);
% 限制位置范围
x(i) = min(max(x(i),0),100);
y(i) = min(max(y(i),0),100);
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 更新个体最优解和全局最优解
for i=1:N
if z(i) < -64.1290*pbestx(i)^2-0.0001*pbesty(i)^2-0.0001*pbestx(i)+0.1564*pbesty(i)+0.1325*pbestx(i)*pbesty(i)
pbestx(i) = x(i);
pbesty(i) = y(i);
end
if z(i) < bestval
bestval = z(i);
gbestx = x(i);
gbesty = y(i);
end
end
% 输出迭代结果
fprintf('第%d代,最优解:%f,坐标(%f,%f)\n',gen,bestval,gbestx,gbesty);
end
```
绘制适应度对比曲线:
```matlab
% 绘制适应度对比曲线
clear;clc;
N = 50; % 粒子群数目
maxgen = 100; % 迭代次数
wmax = 0.9; % 最大惯性权重
wmin = 0.4; % 最小惯性权重
c1 = 2; % 自我认知学习因子
c2 = 2; % 社会认知学习因子
r1 = rand(N,1);
r2 = rand(N,1);
Vmax = 10; % 最大速度
Vmin = -10; % 最小速度
% 初始化种群位置和速度
for i=1:N
x(i) = rand(1)*100;
y(i) = rand(1)*100;
Vx(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
Vy(i) = (rand(1)-0.5)*2*10;
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 初始化全局最优解
[bestval,idx] = min(z);
pbestx = x;
pbesty = y;
gbestx = x(idx);
gbesty = y(idx);
% 传统PSO算法
for gen=1:maxgen
% 更新速度和位置
for i=1:N
Vx(i) = w*Vx(i)+c1*r1(i)*(pbestx(i)-x(i))+c2*r2(i)*(gbestx-x(i));
Vy(i) = w*Vy(i)+c1*r1(i)*(pbesty(i)-y(i))+c2*r2(i)*(gbesty-y(i));
% 限制速度范围
Vx(i) = min(max(Vx(i),Vmin),Vmax);
Vy(i) = min(max(Vy(i),Vmin),Vmax);
% 更新位置
x(i) = x(i)+Vx(i);
y(i) = y(i)+Vy(i);
% 限制位置范围
x(i) = min(max(x(i),0),100);
y(i) = min(max(y(i),0),100);
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 更新个体最优解和全局最优解
for i=1:N
if z(i) < -64.1290*pbestx(i)^2-0.0001*pbesty(i)^2-0.0001*pbestx(i)+0.1564*pbesty(i)+0.1325*pbestx(i)*pbesty(i)
pbestx(i) = x(i);
pbesty(i) = y(i);
end
if z(i) < bestval
bestval = z(i);
gbestx = x(i);
gbesty = y(i);
end
end
% 记录适应度值
f1(gen) = bestval;
end
% 惯性加权PSO算法
for gen=1:maxgen
% 计算当前惯性权重
w = wmax - (wmax-wmin)*gen/maxgen;
% 更新速度和位置
for i=1:N
Vx(i) = w*Vx(i)+c1*r1(i)*(pbestx(i)-x(i))+c2*r2(i)*(gbestx-x(i));
Vy(i) = w*Vy(i)+c1*r1(i)*(pbesty(i)-y(i))+c2*r2(i)*(gbesty-y(i));
% 限制速度范围
Vx(i) = min(max(Vx(i),Vmin),Vmax);
Vy(i) = min(max(Vy(i),Vmin),Vmax);
% 更新位置
x(i) = x(i)+Vx(i);
y(i) = y(i)+Vy(i);
% 限制位置范围
x(i) = min(max(x(i),0),100);
y(i) = min(max(y(i),0),100);
end
% 计算适应度值
for i=1:N
z(i) = -64.1290*x(i)^2-0.0001*y(i)^2-0.0001*x(i)+0.1564*y(i)+0.1325*x(i)*y(i);
end
% 更新个体最优解和全局最优解
for i=1:N
if z(i) < -64.1290*pbestx(i)^2-0.0001*pbesty(i)^2-0.0001*pbestx(i)+0.1564*pbesty(i)+0.1325*pbestx(i)*pbesty(i)
pbestx(i) = x(i);
pbesty(i) = y(i);
end
if z(i) < bestval
bestval = z(i);
gbestx = x(i);
gbesty = y(i);
end
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