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基于迭代局部搜索和随机惯性权重的BA算法MATLAB实现(ILSSIWBA)

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发表于 2020-5-14 10:12 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 uperrua 于 2020-5-14 10:16 编辑 1 a6 `. a# ^6 B, e* `9 U7 N7 p

9 q7 u. J" _; y& y$ k/ C% {" C7 P: M主要思想
8 @1 B7 d1 a* d% ^' S 6 }* X7 U8 U& `5 A% `) l3 }3 h* Z
8 D( R/ p7 c6 O; R/ f4 ?! C
流程图& R3 K& E& g0 u) C! I( C! L
) f! \$ V) e$ a4 ?, x
  D" ~( H( G2 Z, ~
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA(): ^  U) j9 x0 y, R" x1 ~- {& d
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight
/ |6 L! k; |" U8 v5 P
4 f+ B4 @4 @+ Z2 @/ \+ y' W%omegaxyz.com QQ: 644327005! h; F( H  }/ G7 ?+ f% B

3 \' U; w5 f: u/ f% C# N* c% Pclc;
& p  ^; C7 H# j, e) T, ^$ H%% 经典BA参数设置
3 F6 p' K! }. F: S' G& @& ?# c: ?' ~% b. e. T/ U
t = 1;
; U1 j- J% J4 Y9 }* o4 T) BmaxT = 100; %最大迭代次数9 H' Y9 o2 v8 ^" e+ q
dim = 30; %问题的维度$ g+ c0 o$ P/ W$ t) L  R# Z
sizep = 50; %种群大小9 r. a3 V  z' E! ~) l& q
xmin = -0.5;
' K; T0 x5 Z" J. M! ?xmax = 0.5; %位置向量的范围
; r, c: g# B5 Z/ |% X
( l9 [7 O0 Y, b0 UA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)- l$ P9 Y; z2 T( C& E
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
/ m$ [- ^) F% Z1 g, }& k: oQmin = 0;         % 最小频率9 D7 J$ _$ C  w  G! Q
Qmax = 1;         % 最大频率8 N2 n" o( f. p9 U2 u3 q$ k1 Q

! l! j/ y( ^- m2 W  w) m%% 初始化
: N: ]3 [( ?2 L* O6 [) [0 e  B2 ^9 d+ s/ O2 i
Lb = xmin*ones(1,dim);
' y7 u  O) M8 ?; NUb = xmax*ones(1,dim);
( E8 t- `( o/ \+ y# P& d  W/ Opop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
( r/ R! V4 ^( j; @- cpopv = zeros(sizep,dim);   % 速度
# l- u5 I" s% F8 VQ = zeros(sizep,1);   % 频率  v' X! Q4 k% T

6 E# p. [, Z4 F6 ?' Upfitness = zeros(dim,1);) u" Q8 M. b! `, U' M0 Z- c4 }
for i = 1:sizep+ O3 a: D% R& w
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
% i- g% l5 Z( Y& h5 fend
* k  Y/ f: Y- ^$ T' w[bestMin, bestID]=min(pfitness);: o' n, [4 H3 u, H
bestS = pop(bestID, : );
3 n: ~. G- l3 V$ P; K0 C$ Z0 \bestArchive = zeros(maxT,1);
$ J" O8 S$ u9 b/ n1 r6 \
9 v+ i) t2 i) W+ B* ^%% 论文中的新策略参数8 C% ~. ]2 E6 e5 K, B! y

3 ~5 W7 ]% y3 rumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
% E( M7 P/ E3 ?- u3 _" A/ Tumax = 0.9;+ a4 r3 t) e% w+ n) n4 }
sigma = 0.2;+ \! m( D) u' d# l/ I4 t" k

, s8 l& K, k& x+ H( I5 n# v6 R9 b8 XR0 = 0.1; %The 3th modification/ i. u. Q4 Q2 r$ T
Rupper = 0.7;, y" A, b6 ~0 U2 z/ }
A0 = 0.9;1 _; j* N+ K8 {! t' w
Alower = 0.6;
3 W0 O1 B5 c- P( u0 F: R' ~
* d* l! S% D8 s0 p) D( p4 b; A4 `. w9 z6 C/ V4 ]
- W4 q9 p+ d$ j5 d* i# ]1 I
%% 具体迭代过程8 K7 ^% t# e2 d9 @5 X
% S2 B# e: \9 v% t: U8 V
while t <= maxT, v2 X- T" f' m) u/ ~! s
    for i = 1:sizep
1 S. v! q. l6 @/ n/ J9 b- x( W* O        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
7 u0 D% u$ |* o+ p1 x5 w; a2 N* i: m9 T        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)
" v" U6 ~$ h7 d  T, j* [  W6 ~  i        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
5 H1 m4 z; ^+ U, }, r  o        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );
. k& Z! |, O% c# `+ @, s        % 脉冲率8 @1 U& `5 K8 Q: y6 A1 a& [
         if rand>r(i)  L+ K* b, r. b- v4 W8 \
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);
: ?5 A* @9 c$ z8 k1 F         end6 _- h0 Y. p, A3 k+ O( `
         fitTemp = evaluate2(Stemp);/ y! a' P/ ^1 B, l
         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))
( l: c% Q9 p% W8 H2 F, J$ ?            pop(i,: ) = Stemp;
; X0 O. X2 M9 j; a            pfitness(i) = fitTemp;
! s3 k- g8 j( r$ t, r            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
) a* \+ ~# J" F0 u            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
/ k8 k% p2 j3 c4 ?, F* Z, ]         end+ b7 @6 v- e: ?9 o3 n+ J' f
         if fitTemp <= bestMin+ l* p  l/ j! V; W5 J* |
            bestID = i;
  P/ d9 l' N+ |9 l9 A7 Z            bestMin = fitTemp;
( x9 Q6 V3 O0 B- s7 b) u                 bestS = Stemp;: p$ j! w8 G- t* L! C# Y/ o: T- a
         end
: @2 k* }, c& w( {) f: x    end
& a: s+ Y; ]; B" {- Y. B# {/ c2 J2 ^$ {2 P( Y# x; q3 T, w
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
6 K2 T# ~% W; L, N* N# N8 I  C    interXfit = evaluate2(interX);  ?/ A8 @# i2 Q3 w
    if interXfit < bestMin
! E- ]% e* w1 T  Q) f        bestMin = interXfit;. w% K& A! k( Y1 F7 N
        bestS = interX;
% d$ h' S7 Z" @: w5 @/ ^8 t% B        pop(bestID,: ) = bestS;4 A* \. `. y2 [, O* |5 f. w+ a5 o
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;
4 H- R0 t  D- b2 b    else/ {- d# K1 T2 M' H
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()2 F: u7 J5 |  J8 I1 R
            bestMin = interXfit;3 o+ T' P$ c9 e1 L/ L$ J+ z1 C
            bestS = interX;
& K: I5 _1 k& W! Z            pop(bestID,: ) = bestS;: y$ v. ^( L" U4 i9 s7 N6 J
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;4 m3 L0 Q9 Y. ^7 \6 [( }' o2 v
        end
6 @0 S3 ^. O0 Q5 a4 F. ]" L' H    end/ f, D5 M4 y/ t1 }

# F/ S/ H! I5 _, K8 ]9 E' [    bestArchive(t) = bestMin;
/ ^% {# Y, }! d' e! n/ x5 E. N    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);5 R: s: \5 {7 i8 i$ [+ i
    t = t +1;
" N4 O8 ]. M+ U: d) ~5 [  l7 ?end! ]' ^/ I- ?2 i. V0 m( Q

! a. w+ m: k: c8 l+ q5 F- J  y, ^: M3 [5 `# q' P% U$ j$ {* {& t
end%.m end
6 b2 Y; l. G# x) H) H
4 \! T+ ]4 D1 s& U/ O5 j& }4 l$ _: }. ^0 e7 I0 }
评价函数:1 G4 f- J6 L# b) U

- K# G) ~% D" _$ Z: W" Ofunction z = evaluate2(u)
: @9 O; ^: b0 @! a" m9 n9 M%Weierstrass
( Q  `0 \% V' Y- S. K
0 n" Y7 \6 {6 I) y4 hdim= length(u);& a- u( O' r  W
sum_1=0;+ L* Z4 U0 ]9 {; |  H4 b$ Q
sum_2=0;
) U/ D4 H1 N- xsum_3=0;+ H7 ]+ ^) M; C: F
a = 0.5;
: y. C9 {8 G) Ab = 3;% i! M! D8 X  T" T4 r3 g7 c1 o
for i=1:dim; a$ n8 g5 S/ [+ U
    for k=0:30, X4 l' S' F' ~6 p' Y1 |5 o
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));
& c0 [6 a7 W9 x    end! g! p4 j% v) M4 D* s5 ?
    sum_2=sum_2+sum_1;) q% \0 A3 q3 @  ^. W. h
    sum_1 = 0;/ `4 m( `9 ?& }- X, [8 z
end
; h3 a3 R' R, r8 j! J& B8 [for k=0:30
( _" z0 F7 f6 r       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));+ j# Y. ^  k0 Y; i0 T/ N# T3 ^
end7 ~/ c# A/ R6 O1 g& N* D
z=sum_2-dim*sum_3;
% i  q6 P/ L6 U) {% Dend2 w0 @4 j9 U9 O4 H* g% V. ]. m1 D

  I, P+ g2 ?( b; H/ ]5 a0 `# i# M1 q2 V2 H* b, {7 a

$ f& V+ _8 i: a" p; ~流程图
* T" ?9 p  N9 y8 k0 K* k" w9 H/ f" z0 J. ~8 |' Z) k' h

$ D7 f& }6 _# c) W! s$ Rfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()% x/ i; j# K1 y1 g
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight6 E: r7 z" w2 i2 Q
3 R+ P( @# g  d  U9 j7 R
%omegaxyz.com QQ: 644327005
8 r; U) D% g8 X2 t' w; M8 X4 B* Q* L5 j! @) |- {, v" F3 P
clc;3 p2 {  M/ Y" ?1 K
%% 经典BA参数设置
7 t( c. y7 \2 q* A8 Q. g! I- i+ y7 A0 S' b- S$ g, e/ X$ j
t = 1; / K( B9 \3 w: r7 e# k$ C2 G' @6 I5 f" W
maxT = 100; %最大迭代次数
! _6 J9 y7 ~- ^6 L1 k, Cdim = 30; %问题的维度
4 V( ]  O6 G# }" X9 U5 B: n! Vsizep = 50; %种群大小- b& n8 M  ^% f5 D3 ^
xmin = -0.5;; T$ w! K3 Q% K! z
xmax = 0.5; %位置向量的范围
8 b/ L* I) c  M3 Q0 N* Z6 k- l1 R( y! a1 `
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)9 F2 L# ?; d( G: [$ |
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))$ n) _, G4 o- I% t
Qmin = 0;         % 最小频率
- r& @9 \- \& r2 G8 `. f# m, PQmax = 1;         % 最大频率7 c2 w' E& A7 I: r/ L& c3 _. w
8 w1 }/ V. \3 x
%% 初始化# s/ u$ e+ C5 C% i# Y# x) p# Q

9 V+ N' t' i" a/ D# ^# wLb = xmin*ones(1,dim);
  p. r9 c1 I7 Z$ M! S$ aUb = xmax*ones(1,dim);7 t) w3 A: O7 {/ s
pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
5 F; N6 B% l) Y* t) spopv = zeros(sizep,dim);   % 速度
9 m3 K4 }9 b/ B' O5 P- P/ `8 mQ = zeros(sizep,1);   % 频率, ?& m0 l# p6 |+ F( b
* I* _. @2 @+ ^6 x) V! M" O
pfitness = zeros(dim,1);
: p6 A2 Z8 |7 S7 Y3 qfor i = 1:sizep
/ a8 m& h3 V  e3 a; H$ h" I% d    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价1 ~2 E* y) I5 ~, ~( `4 R
end
& ?6 Q8 y2 p7 w% [2 w[bestMin, bestID]=min(pfitness);
( t# U. {- k& x. m$ [, V( KbestS = pop(bestID, : ) ;
4 O6 g9 ?; D( v+ M9 o) g" O6 G2 ObestArchive = zeros(maxT,1);
# I" ^, @& \. \* U
/ \- _, _; V, J" i" C%% 论文中的新策略参数1 A! c( e% ~, }; \# X- p
3 z; y3 H, f7 Z# B$ o4 ?5 E
umin = 0.4; %The second modification (SIW method)
4 q, p8 E! b8 h1 humax = 0.9;" o# j. `3 W  x: I( y, e+ d
sigma = 0.2;
! u' y& Y1 C- u7 r. A/ w3 r
+ F8 z) B) O7 ?# fR0 = 0.1; %The 3th modification
) l. F* E' e% U0 ^5 WRupper = 0.7;' b( l8 j8 A5 o
A0 = 0.9;6 E" a$ ?% L3 [3 B3 N' u$ i3 }0 ^
Alower = 0.6;
1 t* B, |8 e4 m  h6 g# V+ F: i. [+ N2 P2 O% D* E& A

5 e2 F) T  f/ G- u- F+ v  F% n- e
%% 具体迭代过程
, R6 @4 n9 J" d/ S
; f( Y/ ?& z3 f( ~9 {0 dwhile t <= maxT
) p0 n$ s* p  f; o& \0 m    for i = 1:sizep
  a3 y2 z7 q; t' y! X        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
9 D  p/ S- G4 U& u        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)
  `9 V* l- P7 i0 w        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)' z8 @5 O: W. P8 o0 |( Q! b1 Z3 W
        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );& I9 i6 Y, f* d  t2 g
        % 脉冲率3 V  w& v2 i% G% T
         if rand>r(i)
/ h) H$ Z: Q, k7 |( A: A             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);  j. t, u8 P8 B" Q2 s, }/ D( o
         end
  S; |, Y9 t; A; c' G. R         fitTemp = evaluate2(Stemp);
1 R) ^7 i% a2 ~+ n4 t         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))
9 b: v3 d4 \( \) T( x, v            pop(i,: ) = Stemp;
- S: U% t5 w9 [4 M1 C, J            pfitness(i) = fitTemp;
# J. p' A% U+ w/ j            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
) ^4 V9 q8 [+ U+ j7 ], \            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
4 ]6 @4 N8 J! f: [( L         end% _: p' ]1 ]+ t$ C! p* |
         if fitTemp <= bestMin4 K; l0 q8 F: I3 V
            bestID = i;  w3 X0 n7 Q: L  ~/ F
            bestMin = fitTemp;
( H7 i3 z% I  S4 G6 j; S2 p" W2 ~                 bestS = Stemp;
  I/ i1 f: H7 s" M# B, T         end
$ o0 d( i) X6 j) i9 ?! Q    end
: f8 w- U# d" w
  g7 @/ A+ h3 O  o; r    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
% H$ C4 j4 L& _$ P! i    interXfit = evaluate2(interX);
9 _/ Z* m0 H2 s2 w, {, i- f    if interXfit < bestMin) _* X8 w( N! C9 f0 C
        bestMin = interXfit;% H+ D; K; i" `/ c
        bestS = interX;$ ]" e  x6 @* [# r
        pop(bestID,: ) = bestS;/ {, D' @* j8 k2 {3 n# H
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;8 q- s7 f- A# K2 H9 h* {- S$ n- o
    else( z8 v1 p- G3 E- M# U
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
9 A2 c. ?: C" y2 _" b4 K! A. v            bestMin = interXfit;
/ {+ y  I" L9 F- A9 T: ^5 A+ e1 t            bestS = interX;
8 ~6 K1 O  C$ J            pop(bestID,: ) = bestS;
8 p9 x  O) F" G) {/ [            pfitness(bestID,: ) = bestMin;, n8 F4 v, {: s( b1 ^( C3 `$ V
        end, u& p( o" T4 I& @6 R7 F6 G" _, U& H6 r& o
    end
; D6 |  o# X! v( U( E2 X
+ u  O9 Z1 U+ [0 r) E! q' _    bestArchive(t) = bestMin;$ H# Z1 r  k. I3 ^6 U3 [# K
    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
3 T8 b' _; [+ T: \    t = t +1;# @! P$ _2 Y1 g1 Q7 ~$ P' h
end) j: ?. @6 ], b! l" l6 M
% L5 _8 E, x/ A
7 U3 u9 \+ [0 X( ]$ N6 P. f% ]
end%.m end
" b, ~! F3 m+ O4 v4 y( q+ _, x. h2 |* ?; d5 f0 @* G9 O
8 H& y+ w4 a4 d6 i. h1 c. n+ h1 A
评价函数:
5 B: f4 c( v7 ^  i+ V
% t" e& w* t" }1 E7 gfunction z = evaluate2(u)
2 ^/ _, D$ Y6 [6 v%Weierstrass
0 E# H) C% k3 E1 F5 [: `1 ~
5 N, Z% o) Y; x) g: l" G9 |dim= length(u);
% X" p. d5 W9 K9 M3 g* J6 K  xsum_1=0;  M; D% _/ c6 E
sum_2=0;3 W' e1 C! c* ]! t4 D* J
sum_3=0;$ P4 o; P% a" z" p
a = 0.5;
& z& ~/ {1 P$ [- \+ D! [# c/ Qb = 3;1 @6 N; I. u) U1 P9 h' p6 k' h* I
for i=1:dim
9 R- |. @0 ~( ?$ s$ ?    for k=0:30# V% ^/ L5 V. w6 g
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));- q9 |- w% K( b( o/ a
    end
6 E& t) o! O' c    sum_2=sum_2+sum_1;# B; b- E2 u; N, H4 ^% w+ A& p
    sum_1 = 0;* L& v; Y* h+ K0 j5 x) h3 S+ J
end% V) }8 y' m6 {7 P3 a7 u  S9 o
for k=0:30
: M4 z6 W4 [2 y/ A4 ?5 t; a       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
5 d# y; C7 }+ K9 Fend  n1 z2 o+ }# W" d' `7 f) a
z=sum_2-dim*sum_3;
8 C; \; c* v* }! T7 [end
8 p% c3 j) Q# z* ?8 e6 L
+ [+ L1 h. K( u+ T% q  K/ f3 I( L( N9 x( ]* \* ?' F
  • TA的每日心情
    难过
    2019-11-20 15:02
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    [LV.1]初来乍到

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