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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
% ~0 T1 K9 l7 u" G+ ]! C2 ]5 e% b7 m: Q0 |: |9 A
主要思想9 l# `: l. ?  m) j6 M6 G

' J8 A& X% o& _- Z: m: h
. h7 Q" G# Y2 p# d1 V- V- I* }+ L流程图5 `( \! P: N3 Q& v* K- \

- ^9 B5 Z# F' [4 N- j. }1 }, a% Y6 o& P/ E$ ?9 z
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()1 l4 W1 H5 D/ q1 o6 h
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight
0 }# v; N0 g0 n: g; N+ \& e: D5 l- o
%omegaxyz.com QQ: 644327005
- B7 s5 c  v7 j$ E% m# Y# W$ z
4 }  c" b% q( O- Mclc;
9 F  M& ~2 r( {. d' D9 S%% 经典BA参数设置! e" N7 r6 \+ l. e# D. K+ Z- a" Z" O1 d
, _* m8 b. a8 {5 R- w% R( G
t = 1; % Z+ P( v" T- P& w% Y9 Q; x5 O
maxT = 100; %最大迭代次数
6 F% E' b  M# g5 s6 n' _- ^+ ]dim = 30; %问题的维度' U1 b9 h0 Y' }4 ?7 E  f+ q8 w, O
sizep = 50; %种群大小: b3 s0 J; b) O* g) E$ ]
xmin = -0.5;
, C( z; E! N5 u6 M& U- nxmax = 0.5; %位置向量的范围" ?" W5 S: Z* s: u, C  x7 z7 K
' a" R% r& t: r# {4 F( r. |
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
1 y7 R3 J8 i* U: a+ kr = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
1 \# Y+ \" {; F% E+ sQmin = 0;         % 最小频率' ~) `. `4 N1 |  Y4 G; {/ [$ w& a. s
Qmax = 1;         % 最大频率( M( t  L  `# m( M
. L/ s" ^* u! U* f. l
%% 初始化
$ T: X$ b  h! N: O: h0 |! Q' E. n) g
Lb = xmin*ones(1,dim);& ^; b1 ~7 B4 C9 e" v
Ub = xmax*ones(1,dim);
. Q' K1 D# }6 M2 N$ \pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化
! ?' B& Y) W& @2 A# X: Opopv = zeros(sizep,dim);   % 速度
& V: H6 u7 Z, w# i6 CQ = zeros(sizep,1);   % 频率
3 O- e2 ?* K. K! n5 ?5 x/ G/ N% n2 G: K; u5 y) W' q7 _
pfitness = zeros(dim,1);. R; Q3 K5 K9 b6 Q
for i = 1:sizep1 I: @+ o& p3 d8 ^, j
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
1 E  M7 L& b0 i% W5 iend
) r5 u- u$ w0 Y6 v* Y[bestMin, bestID]=min(pfitness);! j( {% o, T2 o& @8 e: \2 k
bestS = pop(bestID, : );
) ?% Z$ ~6 B* ~bestArchive = zeros(maxT,1);, K$ {( ^( `3 k, Q' I0 F( L4 ^

! `' m, ?6 j" \5 L& d3 e%% 论文中的新策略参数
9 ^# G! o$ x$ ]+ q, U1 ?, d& v# w, p
  R& w+ G9 I1 B7 o( ~/ M& ~umin = 0.4; %The second modification (SIW method)
7 |( |4 e: m) [3 [7 _umax = 0.9;
7 w3 j/ f1 s9 j8 c( Esigma = 0.2;
5 B3 K  P4 c8 O2 U1 W+ f/ L- \4 `4 Y  W
R0 = 0.1; %The 3th modification
0 a8 V5 J" o2 _- S( ]% z" w, \Rupper = 0.7;! o5 |! @+ a/ Y+ K7 w0 {
A0 = 0.9;
  h6 C9 E9 w. P  QAlower = 0.6;' Y+ K) A3 N5 `0 y3 M! y
) i' O5 [6 p/ L2 s- X8 k6 ~
; S5 e+ e; y1 U

. z0 _2 E# z7 L1 U6 }5 I%% 具体迭代过程
" x2 a# p- `( Y
- y6 q# y) P4 c: {( X8 e+ qwhile t <= maxT$ q& l" k% _, F: c4 V
    for i = 1:sizep* c. w& S2 ?7 D' D+ q
        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();$ {0 W' V' P6 i3 C0 u/ Z' @# c- e
        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)) ?2 S9 I/ f4 T6 H, R/ h; f$ L
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)
6 B( p( O; d) j4 ?9 }        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );
6 _5 y+ ^. @7 `, n: D        % 脉冲率4 ~# H9 T! U" f
         if rand>r(i): w$ C) a' d. ~2 E
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);1 K/ a, M8 b# G  `$ L1 @8 Z& [
         end; Z/ j- K- r# C$ Y
         fitTemp = evaluate2(Stemp);
9 z8 b9 H4 ]$ J( `3 v1 W         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))
. l' r( V: J" h            pop(i,: ) = Stemp;
7 N# a/ ?4 K: n2 _' X            pfitness(i) = fitTemp;
7 F/ k1 d2 @- P" L0 J0 b            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
- ~* m8 O9 `$ h            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
7 v- l+ C- r: @4 e" B+ E         end3 Y2 v( Y' ^$ @
         if fitTemp <= bestMin
3 S% j# J" G8 v* ^5 q3 Q            bestID = i;
% R. f; }- N$ r. e* K& ^6 Z            bestMin = fitTemp;* E, Y" Z1 y! N6 e
                 bestS = Stemp;
9 p' W) S: C2 M5 [; {6 m  [2 A% h         end0 n; w1 u9 P' G  u' v3 |
    end
# X8 ?+ Q& |! _  Y% d6 r7 w/ I3 ]0 `& S5 o, K4 v; J# N7 R
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
+ }3 D: e/ n! D* T    interXfit = evaluate2(interX);. d1 c7 U, A- Z) \$ i' q
    if interXfit < bestMin  ?5 x% k% Y3 M) h$ C
        bestMin = interXfit;
, t- G4 D9 [/ V& q& x" z        bestS = interX;0 F; [" c* l# l+ ?5 _3 a
        pop(bestID,: ) = bestS;
  u3 Q: J! G, d; s  q' n& ^! x        pfitness(bestID,: ) = bestMin;1 ^& u5 t1 U7 s9 r1 a' g7 K* y; E
    else
0 O! [+ }" _, h        if exp(bestMin-interXfit) > rand()% N) e; G. A" B1 X
            bestMin = interXfit;: R$ ]( N( @8 ~: G3 u4 E3 C1 Q
            bestS = interX;
7 I, ?4 j" [+ Q% y  x            pop(bestID,: ) = bestS;6 S0 I" V% o$ O" q
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
* H8 y% ~; b( Z0 W/ _, ^; a6 U        end& t4 W  |9 z3 o' _! H: Q
    end
, I4 H9 }% v6 j5 @- A9 C
0 k7 _* a2 v* z7 s' S( J    bestArchive(t) = bestMin;
8 R$ ^" d& t( B) {" M$ o    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
8 @* t7 n" |6 {, M" Z( T* d$ B    t = t +1;
3 J) O2 d. ^/ i# M5 ~- [' aend; b8 S" Q/ n. @7 e
; l2 c4 S; q! [8 F" A
$ _5 A6 B: |; l' u( N
end%.m end* O' m& V! w- ^
( |- l) V/ u8 V: M1 O- m
9 r; W' n7 J: m: N  N+ W0 T
评价函数:6 x) A2 v. w7 s" H: X5 }" e
$ _$ H8 Q. d+ X/ k* {  y) h, i" e
function z = evaluate2(u)
' C: t& j: m7 Z# [2 S%Weierstrass( R+ F8 x: ^4 `, g2 i

( [- |. Z5 v) e8 x( ~) idim= length(u);
' ^* Q6 a9 O3 O; {  k3 H# y+ Y+ q! Csum_1=0;
7 n7 V( r5 C8 l% N2 q, Q& isum_2=0;) f1 o4 G( j2 o% \
sum_3=0;
  _2 `3 x/ `* b/ N# F/ R" ta = 0.5;
& V7 V# B! R4 C7 Sb = 3;* J, L6 n- L( n+ @
for i=1:dim
+ Q* S3 ~) f3 v0 K/ r# |    for k=0:304 h5 V( J3 d. B+ ]# P' n
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));. D$ d: K4 E$ T5 J
    end% i$ @& G; ]& o, d4 c
    sum_2=sum_2+sum_1;- J9 Y" S; Q" U8 h1 @( U* W
    sum_1 = 0;
6 o2 I( e! M& u$ T5 Kend
9 p, T& M; w  I: i0 K6 yfor k=0:30! }4 `* W* K5 j6 A
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
7 Y. ^& b  i' q) n& g3 c' Dend
5 W5 ?8 |" y+ O6 @! K. B3 hz=sum_2-dim*sum_3;
0 A' V' R% R) G: ^! fend
. R" r: `% M$ D, `5 G7 {% G: o9 ?, n/ F) Q
4 O4 x& w8 H7 C# A3 [  a

! M- S/ ?: d3 g) C1 T+ ]流程图  n/ m7 Q' Y7 `: T& W! A- v8 L
0 @% J0 q7 O1 m/ c1 F  l
7 I0 q* }& R/ N5 I
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()+ {# |, G( s7 r1 v; P) R4 I, f  \) l
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight  e4 @+ V" b( J

/ s' \3 t7 b  p/ l. \%omegaxyz.com QQ: 6443270050 M, k1 K' ?. S: U4 m/ Q: S; {/ \

# P3 g# m7 w2 G4 R1 o5 E* \3 _clc;
& V. q3 f8 h6 ]/ @%% 经典BA参数设置
1 ?! s, P- d1 x) g- i% f$ _: I6 G+ I" Y/ }1 D$ _* d0 m
t = 1;   N6 R, M2 j8 y. Q  J5 m% O# F$ C
maxT = 100; %最大迭代次数
0 M+ s3 v$ D4 s+ a/ Qdim = 30; %问题的维度
1 B: Q/ ~! ?2 ]: Fsizep = 50; %种群大小1 f2 e* W: |- j5 }' T$ r
xmin = -0.5;9 ]( [  h6 V9 a2 e* c! R4 f
xmax = 0.5; %位置向量的范围+ D7 P  G( ?- ?, A
" P; V+ ]  n/ y5 p9 e' K
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)
" w" z1 V9 |& ?- W; y0 f" l, ?r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))# f9 y' i3 v" k" Y5 V& |
Qmin = 0;         % 最小频率' F7 n: x/ l% b  E/ U
Qmax = 1;         % 最大频率
5 m/ M% ?: Q7 Y9 o- ^4 U2 u( P& Q
%% 初始化- g- g. z( ~/ h. R; y

6 O6 i( j. t- J4 ^4 KLb = xmin*ones(1,dim);
% X( |1 e( x& K( C0 ^9 e- NUb = xmax*ones(1,dim);
2 m# h! I4 L# J3 h0 {pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化  v4 p+ K/ }; O, K
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度
# R, k) {7 Q+ f1 V2 a$ WQ = zeros(sizep,1);   % 频率
1 `/ n4 c& W) m5 Y* T. ]/ X
) _6 i% l" y2 A5 R7 E8 upfitness = zeros(dim,1);
  y/ a( d$ X( T% \3 Wfor i = 1:sizep: E/ h4 W! @8 X7 c. X$ ^
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价+ y0 @4 T6 g2 D6 Y$ ~& ]
end, F$ w; n- |7 p5 b
[bestMin, bestID]=min(pfitness);" `0 b! B! z0 g0 t1 n: f
bestS = pop(bestID, : ) ;
. A+ F, J3 W. d. Y% i; Q) SbestArchive = zeros(maxT,1);
: g% _0 Y; \! K1 L7 z& f4 h8 m/ }( T
! t" _/ c0 c- U* M' l%% 论文中的新策略参数
4 e& i' A6 y8 L3 f6 y) c
; h$ j. h; n8 h$ T7 j- G+ V7 _umin = 0.4; %The second modification (SIW method)
5 l5 a$ _+ F6 y9 E8 H/ ]umax = 0.9;
/ w- P( D  |5 P2 ^sigma = 0.2;
+ ~4 T# N: [4 }( x0 D
! C0 |/ Z. V) BR0 = 0.1; %The 3th modification
0 i. n5 H! D2 y1 P  T* tRupper = 0.7;9 F# E: O/ K) d' p3 l, X
A0 = 0.9;
. T+ c* [, d4 S$ fAlower = 0.6;
$ \5 _0 z9 Z- f( {' Q) I/ a2 |9 p1 M9 {3 l: |+ _

( U# {$ c! ~* Q7 ^5 O6 W# |: v9 l, J6 Q  R
%% 具体迭代过程
. D; Q+ }+ d8 A/ N$ ^
6 c/ o9 P3 }. P# T  U' E/ y8 c, Kwhile t <= maxT% j' [7 l- E, @0 u  Y9 N' ~& Z
    for i = 1:sizep
9 H5 ?3 a# q7 s) T+ _        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
2 P, F. ?: \+ E8 E+ g2 I        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)& E% {  q( c5 r7 }4 ?3 A
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)! I3 f( ~, o4 f( b
        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );+ ~3 `3 [4 X) ]9 m+ Z2 m4 y
        % 脉冲率- Y8 V  g4 ~% t$ d0 ]9 d
         if rand>r(i)+ v1 F: c# u+ t0 d8 _9 D! K
             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);% c& o$ R/ N& W4 f: U1 D* K
         end0 p1 \2 d/ `0 m0 n9 M  N# F9 l
         fitTemp = evaluate2(Stemp);
2 K. z$ K' w& V& k1 C         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))+ f  ^0 c6 i3 t: }, k
            pop(i,: ) = Stemp;
( n: H% q+ Q. U            pfitness(i) = fitTemp;) Q% q  h* P3 V
            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification* `" u8 Q! @6 V0 c) j
            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
( i! R$ z. i7 o# D! ?7 \% M: j         end* o" G: A. ]9 u* G
         if fitTemp <= bestMin
% {4 U9 B' ~) }5 M( f            bestID = i;# o' X, H. X7 b( z$ T; r: d; }, e
            bestMin = fitTemp;
1 g7 ^! }, O% {$ v9 Q                 bestS = Stemp;9 b; k7 r) F2 M  s9 \
         end7 \  d" |4 b- b! D& w
    end
1 o7 ~! \9 P0 F# ^  E8 a
3 ?/ F7 o7 g! B1 T) y    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method). f+ t) z& Q2 k6 |0 l, c: `" U/ @
    interXfit = evaluate2(interX);) T. z% G! @4 |
    if interXfit < bestMin6 Z- @- y: Y+ O* b3 g/ R  |: w
        bestMin = interXfit;
! Z+ b" z, U: t6 Y2 \) z: }1 S        bestS = interX;
# W: n+ \* F9 O( g, v        pop(bestID,: ) = bestS;
$ r1 C7 m8 f" Y/ B6 n        pfitness(bestID,: ) = bestMin;& v; ~* m1 H& I9 U, U) N
    else. o+ d/ e* {8 z2 r" W- M; L4 w: G
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()( }8 m# K" e: s9 x& s4 V# }0 L0 n
            bestMin = interXfit;/ `7 E# a; s3 H7 ~# S$ i
            bestS = interX;% M( d8 g8 S6 w$ f6 Q  M+ O
            pop(bestID,: ) = bestS;6 Q! D8 }2 j8 ~
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
% Q4 {1 N, {) }2 Q' [9 a        end) B% w. v3 |" s* E" O& t# {
    end
* h$ L5 B1 Z: ?, x5 ^  W8 ]7 O& Q2 a
    bestArchive(t) = bestMin;
7 e; ?/ [7 |6 F3 N( q' K/ O    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);: t+ O. B5 r7 {$ |# e6 O+ t
    t = t +1;% r  h' u! P1 W
end
& O1 b; k2 N, {4 j( z5 y$ ?- g
0 ]: _" L6 p% j# ~% T
8 s& m0 f: r; z. S" }$ Send%.m end
2 b$ g  D& |$ N! p% u; ~' H$ d( N7 b6 Y

: U& Y6 |' l7 L% `评价函数:- [; ^* p" z( d) W3 m7 z
: l4 e4 o& R" O7 l; Z, ]! v$ ^) y
function z = evaluate2(u)
* ?$ u/ O1 n3 Z7 Z( M9 I%Weierstrass$ [2 h/ s& `2 x/ s+ F

1 z, A+ s! T( N5 ^+ j! L8 ddim= length(u);
8 [5 N1 ^3 V: P# x; Msum_1=0;
# X7 b" ~: L. R9 Ssum_2=0;% @" o/ ^. h7 J7 s/ }( ~* S
sum_3=0;
* A2 \% U$ Z2 pa = 0.5;
( g! x" ^; N, U+ p; zb = 3;* d3 i7 a  O2 R* L  d
for i=1:dim3 Y3 @5 Z/ A: ~6 u
    for k=0:303 c/ B: [* x5 ?- I
       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));& p$ A: r& F' V& f5 M
    end6 O- U" R/ g  _0 u' ~, R* y
    sum_2=sum_2+sum_1;  q) C9 Z. a. B) M6 [
    sum_1 = 0;& l- F, e+ v4 h1 R) t
end
7 K. C- F" J  S* e8 u' jfor k=0:30( ^- F! |7 ^8 d1 _5 d
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));# j+ C: s& W7 I! j# i( \
end
8 n2 |, L* d/ i% w' ?3 Fz=sum_2-dim*sum_3;5 K& ]" s8 Y! T# z  a8 U
end! Y' M" u4 _; d
3 w' q3 k% @/ H

* z9 Q( K) K8 k
  • 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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