用刚刚的遗传算法优化投影寻踪模型python代码

时间: 2023-08-28 16:06:43 浏览: 42
好的,以下是使用遗传算法优化投影寻踪模型的Python代码示例: ```python import numpy as np from numba import njit from functools import lru_cache from scipy.optimize import minimize import random # 定义投影寻踪模型 @lru_cache(maxsize=None) @njit def trace_model(x, y, theta, l): if theta == 0: theta = 0.00001 t = np.abs(l / np.cos(theta)) x2 = x + t * np.sin(theta) y2 = y + t * np.cos(theta) return x2, y2 # 定义适应度函数 def fitness_function(x, y, theta, l, target_x, target_y): x2, y2 = trace_model(x, y, theta, l) distance = np.sqrt((x2 - target_x) ** 2 + (y2 - target_y) ** 2) return 1 / distance # 定义遗传算法 def genetic_algorithm(population_size, mutation_rate, generations, x, y, theta, l, target_x, target_y): # 初始化种群 population = [] for i in range(population_size): chromosome = [] for j in range(4): if j == 0: gene = random.uniform(x - 10, x + 10) elif j == 1: gene = random.uniform(y - 10, y + 10) elif j == 2: gene = random.uniform(theta - np.pi / 4, theta + np.pi / 4) else: gene = random.uniform(l - 10, l + 10) chromosome.append(gene) population.append(chromosome) # 迭代进化 for generation in range(generations): # 计算适应度 fitness = [] for chromosome in population: x, y, theta, l = chromosome fitness.append(fitness_function(x, y, theta, l, target_x, target_y)) # 选择 population_fitness = list(zip(population, fitness)) population_fitness.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True) population = [x[0] for x in population_fitness[:int(population_size / 2)]] # 交叉 for i in range(int(population_size / 2)): parent1 = random.choice(population) parent2 = random.choice(population) child1 = parent1[:2] + parent2[2:] child2 = parent2[:2] + parent1[2:] population.extend([child1, child2]) # 变异 for i in range(population_size): if random.uniform(0, 1) < mutation_rate: chromosome = population[i] gene_index = random.randint(0, 3) if gene_index == 0: chromosome[gene_index] += random.uniform(-1, 1) elif gene_index == 1: chromosome[gene_index] += random.uniform(-1, 1) elif gene_index == 2: chromosome[gene_index] += random.uniform(-np.pi / 8, np.pi / 8) else: chromosome[gene_index] += random.uniform(-1, 1) # 返回最佳个体 population_fitness = list(zip(population, fitness)) population_fitness.sort(key=lambda x: x[1], reverse=True) best_chromosome = population_fitness[0][0] return best_chromosome # 测试代码 x = 0 y = 0 theta = np.pi / 4 l = 100 target_x = 50 target_y = 50 best_chromosome = genetic_algorithm(population_size=100, mutation_rate=0.1, generations=50, x=x, y=y, theta=theta, l=l, target_x=target_x, target_y=target_y) print(best_chromosome) x, y, theta, l = best_chromosome x2, y2 = trace_model(x, y, theta, l) print(x2, y2) ``` 在这个示例中,我们先定义了投影寻踪模型和适应度函数。然后使用遗传算法进行优化,最后输出最佳个体。你可以根据自己的需求修改代码,比如增加变异算子等。

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