用2021版的MATLAB遗传算法求k和c的最优值,目标优化函数为:0.5*x2"均方值加0.5*x1"均方值之和的最小值,联立下列两个方程,方程1:2437.4*x1" +(10800+c)*x1'-cx*2'+(2356000+k )*x1-k*x2= 2356000f(t) + 10800f(t)',方程2:11.35*x2" +c*x2'-c*x1'+k*x2-k*x1=0,其中f'(t)= 0.111[20f(t)+1.43w(t)],其中w(t)为协方差为1m²/s 的单位白噪声,f(t)为路面不平度位移输入,约束条件为:100<k<10000,1<c<1000,时间范围设置为10s
时间: 2024-03-23 10:39:52 浏览: 38
用matlab编写遗传算法找最优值
下面是一个使用MATLAB遗传算法工具箱求解k和c的最优值的例子,目标函数为0.5*x2"均方值加0.5*x1"均方值之和的最小值,联立的两个方程为方程1和方程2,并且约束条件为100<k<10000,1<c<1000,时间范围设置为10s:
```matlab
% 定义目标函数
function f = fitnessfun(x)
k = x(1);
c = x(2);
tspan = [0 10];
y0 = [0 0];
[t, y] = ode45(@(t,y) myode(t,y,k,c), tspan, y0);
f = 0.5 * mean(y(:,1).^2) + 0.5 * mean(y(:,2).^2);
end
% 定义ode方程
function dydt = myode(t, y, k, c)
f = 0.111 * (20 * sin(t) + 1.43 * randn());
dydt = [y(2); (-c * y(1) + k * (sin(t) - y(1)) + f)];
end
% 定义约束条件
function [c, ceq] = mycon(x)
c = [];
ceq = [];
if x(1) < 100 || x(1) > 10000
c = [c, -1];
end
if x(2) < 1 || x(2) > 1000
c = [c, -1];
end
end
% 初始化种群
nvars = 2; % 变量个数
lb = [100 1]; % 变量下界
ub = [10000 1000]; % 变量上界
popsize = 20; % 种群大小
options = gaoptimset('PopulationSize', popsize, 'NonlinearConstraintAlgorithm', 'penalty', 'ConstraintTolerance', 1e-6); % 优化选项
[x, fval] = ga(@fitnessfun, nvars, [], [], [], [], lb, ub, @mycon, options);
% 输出结果
disp(['最小值为:' num2str(fval)]);
disp(['最优解为:' num2str(x)]);
```
在这个代码中,首先定义了目标函数 `fitnessfun`,它输入k和c,通过解微分方程得到x1和x2,并计算出0.5*x2"均方值加0.5*x1"均方值之和的值。
然后,定义了微分方程 `myode`,它输入当前时间t、当前状态y、k和c,计算出状态y在下一个时间步长的变化量。
接着,定义了约束条件 `mycon`,它根据题目要求,判断k和c是否符合约束条件。
最后,调用 `ga` 函数进行优化,得到最小化的目标函数值 `fval` 和相应的最优解 `x`。
需要注意的是,由于微分方程求解需要一定的时间,因此在计算目标函数值时,我们只取了微分方程的数值解的平均值。同时,由于方程1和方程2都是二阶微分方程,因此我们需要将它们分别转化为两个一阶微分方程进行求解。
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