请将NSGA-Ⅱ算法改成matlab的动态多目标优化算法
时间: 2023-11-10 08:00:42 浏览: 101
NSGA-II算法的Matlab实现是可以动态多目标优化的,下面是一个简单的示例:
```matlab
% 目标函数
function [f, g] = myfun(x, t)
f = [sin(t*x(1)), cos(t*x(2))];
g = [];
end
% 参数设置
n = 2; % 变量个数
m = 2; % 目标个数
t = 0:0.01:1; % 时间向量
N = 100; % 种群大小
T = 100; % 迭代次数
% 初始化种群
pop = zeros(N, n);
for i = 1:N
pop(i,:) = rand(1, n);
end
% 迭代
for iter = 1:T
% 计算适应度值
fval = zeros(N, m);
for i = 1:N
[f, g] = myfun(pop(i,:), t(iter));
fval(i,:) = f;
end
% 计算拥挤度
crowding = zeros(N, 1);
for j = 1:m
[fval_sorted, idx] = sort(fval(:,j));
crowding(idx(1)) = inf;
crowding(idx(end)) = inf;
for i = 2:N-1
crowding(idx(i)) = crowding(idx(i)) + (fval_sorted(i+1)-fval_sorted(i-1)) / (fval_sorted(end)-fval_sorted(1));
end
end
% 选择下一代
pop_new = zeros(N, n);
for i = 1:N
% 锦标赛选择
idx1 = randperm(N, 2);
idx2 = randperm(N, 2);
if crowding(idx1(1)) > crowding(idx2(1))
p1 = pop(idx1(1),:);
else
p1 = pop(idx2(1),:);
end
if crowding(idx1(2)) > crowding(idx2(2))
p2 = pop(idx1(2),:);
else
p2 = pop(idx2(2),:);
end
% 模拟二进制交叉
beta = rand(1, n);
beta(beta<=0.5) = (2*beta(beta<=0.5)).^(1/(1+1));
beta(beta>0.5) = (2-2*beta(beta>0.5)).^(-1/(1+1));
c1 = 0.5*((1+beta).*p1 + (1-beta).*p2);
c2 = 0.5*((1-beta).*p1 + (1+beta).*p2);
% 多项式变异
c1 = mutate(c1, iter, T);
c2 = mutate(c2, iter, T);
% 将子代加入新种群
pop_new(i,:) = c1;
if i<N
pop_new(i+1,:) = c2;
end
end
% 更新种群
pop = pop_new;
end
% 绘制 Pareto 前沿
pareto_front = pareto(fval);
plot(fval(:,1), fval(:,2), 'o', pareto_front(:,1), pareto_front(:,2), '-');
xlabel('f_1'), ylabel('f_2'), title('Pareto Front');
legend('种群', 'Pareto 前沿');
% 多项式变异
function x_new = mutate(x, iter, T)
n = length(x);
eta_m = 20;
p_mut = 1/n;
for i = 1:n
if rand()<p_mut
u = rand();
if u<=0.5
delta = (2*u)^(1/(eta_m+1)) - 1;
else
delta = 1 - (2*(1-u))^(1/(eta_m+1));
end
x(i) = x(i) + delta;
end
end
x_new = x;
end
% Pareto 前沿
function pareto_front = pareto(fval)
[N, m] = size(fval);
pareto_front = [];
for i = 1:N
if all(fval(i,:)<=min(fval(setdiff(1:N,i),:),[],1))
pareto_front = [pareto_front; fval(i,:)];
end
end
end
```
这个示例演示了一个简单的动态多目标优化问题,其中目标函数是一个随时间变化的正弦和余弦函数。可以通过修改目标函数自定义问题。在这个示例中,使用了NSGA-II算法的标准操作,包括锦标赛选择、模拟二进制交叉和多项式变异等。同时,也使用了Pareto前沿来可视化结果。
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