写一段基于遗传算法进行波束赋形的代码

时间: 2023-06-14 08:02:33 浏览: 70
以下是一个示例遗传算法进行波束赋形的代码: ```python import numpy as np # 定义目标函数,即波束方向图 def objective_function(theta, a): N = len(theta) a_theta = np.zeros(N, dtype=complex) for i in range(N): a_theta[i] = np.exp(1j*np.pi*np.sin(theta[i])) return np.abs(np.dot(a, a_theta)) # 定义遗传算法参数 POP_SIZE = 50 GENE_SIZE = 20 CROSS_RATE = 0.8 MUTATION_RATE = 0.01 N_GENERATIONS = 500 # 初始化种群 pop = np.random.randint(2, size=(POP_SIZE, GENE_SIZE)) # 定义交叉函数 def crossover(parent, pop): if np.random.rand() < CROSS_RATE: i_ = np.random.randint(0, POP_SIZE, size=1) cross_points = np.random.randint(0, 2, size=GENE_SIZE).astype(np.bool) parent[cross_points] = pop[i_, cross_points] return parent # 定义变异函数 def mutation(child): for point in range(GENE_SIZE): if np.random.rand() < MUTATION_RATE: child[point] = 1 if child[point] == 0 else 0 return child # 开始迭代 for generation in range(N_GENERATIONS): # 计算适应度 fitness = np.zeros(POP_SIZE) for i in range(POP_SIZE): theta = np.linspace(-np.pi/2, np.pi/2, GENE_SIZE)[pop[i]==1] fitness[i] = objective_function(theta, a) # 选择 fitness = (fitness - np.min(fitness)) / (np.max(fitness) - np.min(fitness)) idx = np.random.choice(range(POP_SIZE), size=POP_SIZE, replace=True, p=fitness) pop = pop[idx] # 繁殖 for i in range(POP_SIZE // 2): parent1, parent2 = pop[i], pop[POP_SIZE-i-1] child1 = crossover(parent1.copy(), parent2.copy()) child2 = crossover(parent2.copy(), parent1.copy()) child1 = mutation(child1) child2 = mutation(child2) pop[i] = child1 pop[POP_SIZE-i-1] = child2 # 输出结果 theta = np.linspace(-np.pi/2, np.pi/2, GENE_SIZE)[pop[np.argmax(fitness)]==1] print("Optimal theta:", theta) ``` 其中,`objective_function` 函数用于计算波束方向图的适应度,`crossover` 函数用于交叉操作,`mutation` 函数用于变异操作。在主函数中,首先初始化种群,然后迭代进行选择、交叉、变异等操作,最终得到最优解。

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