多目标函数min f1(x,y)=(x-2)^2+(y-1)^2+2 ;min f2(x,y)=9*x-(y-1)^2 约束条件为 x^2+y^2-225<=0 x-3*y+10<=0 其中,-20<=x,y<=20 编制matlab程序,求解它的Pareto解集

时间: 2024-01-22 14:20:04 浏览: 20
以下是MATLAB程序,用于求解多目标优化问题的Pareto解集: ``` function pareto_set = multi_obj_optimization() % 定义目标函数 f1 = @(x,y) (x-2)^2 + (y-1)^2 + 2; f2 = @(x,y) 9*x - (y-1)^2; % 定义约束条件 x_lb = -20; x_ub = 20; y_lb = -20; y_ub = 20; nonlcon = @(x) [x(1)^2 + x(2)^2 - 225; x(1) - 3*x(2) + 10]; % 设置优化选项 options = optimoptions('gamultiobj','Display','off'); % 求解Pareto解集 pareto_set = gamultiobj(@(x) [f1(x(1),x(2)), f2(x(1),x(2))], 2, [], [], [], [], [x_lb, y_lb], [x_ub, y_ub], nonlcon, options); % 绘制Pareto解集 figure; plot(pareto_set(:,1), pareto_set(:,2), 'o'); xlabel('f1(x,y)'); ylabel('f2(x,y)'); title('Pareto解集'); end ``` 运行该程序,会得到Pareto解集的图形表示。其中,Pareto解集是由一系列非劣解构成的,这些非劣解在目标函数空间中相互牵连、相互竞争,而没有一个解能够优于其他所有解。 注意,由于多目标优化问题的Pareto解集通常非常复杂,因此我们需要使用专门的算法来求解它。在这个例子中,我们使用了MATLAB自带的`gamultiobj`函数,它是一种基于遗传算法的多目标优化求解器。

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import matplotlib.pyplot as plt import math import random import numpy as np pop_size = 50 # 种群数量 PC=0.6 # 交叉概率 PM=0.1 #变异概率 X_max=10 #最大值 X_min=0 #最小值 DNA_SIZE=10 #DNA长度与保留位数有关,2**10 当前保留3位小数点 N_GENERATIONS=100 """ 求解的目标表达式为: y = 10 * math.sin(5 * x) + 7 * math.cos(4 * x) x=[0,5] """ def aim(x):return 10*x#np.sin(5*x)+7*np.cos(4*x) def f1(pop): return pop.dot(2 ** np.arange(DNA_SIZE)[::-1]) *(X_max-X_min)/ float(2**DNA_SIZE-1) +X_min def f2(pred): return pred + 1e-3 - np.min(pred) def f3(pop, fitness): idx = np.random.choice(np.arange(pop_size), size=pop_size, replace=True,p=fitness/fitness.sum()) return pop[idx] def f4(parent, pop): if np.random.rand() < PC: i_ = np.random.randint(0, pop_size, size=1) cross_points = np.random.randint(0, 2, size=DNA_SIZE).astype(np.bool) parent[cross_points] = pop[i_, cross_points] return parent def f5(child,pm): for point in range(DNA_SIZE): if np.random.rand() < pm: child[point] = 1 if child[point] == 0 else 0 return child pop = np.random.randint(2, size=(pop_size, DNA_SIZE)) for i in range(N_GENERATIONS): #解码 X_value= ? #获取目标函数值 F_values = ? #获取适应值 fitness = ? if(i==0): max=np.max(F_values) max_DNA = pop[np.argmax(F_values), :] if(max<np.max(F_values)): max=np.max(F_values) max_DNA=pop[np.argmax(F_values), :] if (i % 10 == 0): print("Most fitted value and X: \n", np.max(F_values), decode(pop[np.argmax(F_values), :])) #选择 pop = ? pop_copy = pop.copy() #交叉 变异 for parent in pop: child = ? child = ? parent[:] = child print("目标函数最大值为:",max) print("其DNA值为:",max_DNA) print("其X值为:",decode(max_DNA))

import pandas as pd from sklearn import metrics from sklearn.model_selection import train_test_split import xgboost as xgb import matplotlib.pyplot as plt import openpyxl # 导入数据集 df = pd.read_csv("/Users/mengzihan/Desktop/正式有血糖聚类前.csv") data=df.iloc[:,:35] target=df.iloc[:,-1] # 切分训练集和测试集 train_x, test_x, train_y, test_y = train_test_split(data,target,test_size=0.2,random_state=7) # xgboost模型初始化设置 dtrain=xgb.DMatrix(train_x,label=train_y) dtest=xgb.DMatrix(test_x) watchlist = [(dtrain,'train')] # booster: params={'booster':'gbtree', 'objective': 'binary:logistic', 'eval_metric': 'auc', 'max_depth':12, 'lambda':10, 'subsample':0.75, 'colsample_bytree':0.75, 'min_child_weight':2, 'eta': 0.025, 'seed':0, 'nthread':8, 'gamma':0.15, 'learning_rate' : 0.01} # 建模与预测:50棵树 bst=xgb.train(params,dtrain,num_boost_round=50,evals=watchlist) ypred=bst.predict(dtest) # 设置阈值、评价指标 y_pred = (ypred >= 0.5)*1 print ('Precesion: %.4f' %metrics.precision_score(test_y,y_pred)) print ('Recall: %.4f' % metrics.recall_score(test_y,y_pred)) print ('F1-score: %.4f' %metrics.f1_score(test_y,y_pred)) print ('Accuracy: %.4f' % metrics.accuracy_score(test_y,y_pred)) print ('AUC: %.4f' % metrics.roc_auc_score(test_y,ypred)) ypred = bst.predict(dtest) print("测试集每个样本的得分\n",ypred) ypred_leaf = bst.predict(dtest, pred_leaf=True) print("测试集每棵树所属的节点数\n",ypred_leaf) ypred_contribs = bst.predict(dtest, pred_contribs=True) print("特征的重要性\n",ypred_contribs ) xgb.plot_importance(bst,height=0.8,title='影响糖尿病的重要特征', ylabel='特征') plt.rc('font', family='Arial Unicode MS', size=14) plt.show()

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