多目标粒子群优化算法实现电采暖变温限控制中,采暖舒适度目标u_1=t_(T_in ),采暖经济性目标 u_2=∫▒P_heat G_t DT 约束条件 1.0T_PMV≤T_max≤1.2T_PMV Python 代码

时间: 2023-10-07 12:07:48 浏览: 42
以下是使用Python实现多目标粒子群优化算法进行电采暖变温限控制的代码,其中包括目标函数、约束条件、粒子群初始化、粒子状态和速度更新等函数: ```python import numpy as np import math # 目标函数,包括采暖舒适度目标和采暖经济性目标 def objective(x): T_in = x[0] # 室内温度 P_heat = x[1] # 采暖功率 G_t = x[2] # 采暖时间 u1 = T_in # 采暖舒适度目标 u2 = P_heat * G_t # 采暖经济性目标 return [u1, u2] # 约束条件,限制室内温度在一定范围内 def constraint(x): T_in = x[0] # 室内温度 T_max = x[3] # 最高室内温度 T_PMV = x[4] # PMV(Predicted Mean Vote,预测平均评价)指数 return 1.0 * T_PMV <= T_max <= 1.2 * T_PMV # 初始化粒子群 def initialize_swarm(n_particles, n_variables, bounds): swarm = np.zeros((n_particles, n_variables)) for i in range(n_particles): for j in range(n_variables): swarm[i, j] = np.random.uniform(bounds[j][0], bounds[j][1]) return swarm # 更新粒子状态和速度 def update_particle(particle, pbest, gbest, w, c1, c2, r1, r2, bounds): n_variables = len(particle) v = np.zeros(n_variables) for i in range(n_variables): v[i] = w * particle[2][i] + c1 * r1 * (pbest[1][i] - particle[1][i]) + c2 * r2 * (gbest[1][i] - particle[1][i]) particle[2][i] = v[i] particle[1][i] += v[i] # 判断粒子状态是否越界 if particle[1][i] < bounds[i][0]: particle[1][i] = bounds[i][0] elif particle[1][i] > bounds[i][1]: particle[1][i] = bounds[i][1] # 更新粒子历史最优解和全局最优解 def update_bests(swarm, pbest, gbest): n_particles = swarm.shape[0] for i in range(n_particles): # 计算粒子的目标函数值 f = objective(swarm[i]) # 更新粒子历史最优解 if f[0] < pbest[i][0]: pbest[i] = (swarm[i].copy(), f[0], f[1]) # 更新全局最优解 if f[0] < gbest[1][0]: gbest = (swarm[i].copy(), f[0], f[1]) return pbest, gbest # 多目标粒子群优化算法主函数 def mopso(objective, constraint, bounds, n_particles, n_iterations): n_variables = len(bounds) # 初始化粒子群 swarm = initialize_swarm(n_particles, n_variables, bounds) # 初始化粒子历史最优解和全局最优解 pbest = [(swarm[i].copy(), math.inf, math.inf) for i in range(n_particles)] gbest = (np.zeros(n_variables), math.inf, math.inf) # 设置算法参数 w = 0.5 # 惯性权重 c1 = 1.5 # 自我学习因子 c2 = 1.5 # 社会学习因子 r1 = np.random.uniform(0, 1, n_variables) r2 = np.random.uniform(0, 1, n_variables) # 迭代优化 for i in range(n_iterations): # 更新粒子状态和速度 for j in range(n_particles): update_particle(swarm[j], pbest[j], gbest, w, c1, c2, r1, r2, bounds) # 更新粒子历史最优解和全局最优解 pbest, gbest = update_bests(swarm, pbest, gbest) # 调整算法参数 w = 0.9 - i / n_iterations * 0.5 # 惯性权重逐渐减小 c1 = 1.5 - i / n_iterations * 0.5 # 自我学习因子逐渐减小 c2 = 1.5 - i / n_iterations * 0.5 # 社会学习因子逐渐减小 r1 = np.random.uniform(0, 1, n_variables) r2 = np.random.uniform(0, 1, n_variables) return gbest[0], gbest[1], gbest[2] # 测试 bounds = [(15, 25), (0, 5), (0, 24), (15, 30), (20, 25)] x, u1, u2 = mopso(objective, constraint, bounds, n_particles=10, n_iterations=100) print("最优解:", x) print("采暖舒适度目标值:", u1) print("采暖经济性目标值:", u2) ``` 需要注意的是,以上代码中的目标函数和约束条件都是针对本问题的,需要根据实际情况进行修改和调整。另外,算法参数的设置也需要根据实际问题进行调整,以得到最优的优化结果。

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