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下面是一个多维单目标粒子群优化(PSO)的主代码示例:
function [bestSolution, bestFitness] = PSO(dimensions, bounds, numParticles, maxIterations)
% 初始化粒子位置和速度
positions = bounds(1) + (bounds(2) - bounds(1)) * rand(numParticles, dimensions);
velocities = zeros(numParticles, dimensions);
% 初始化粒子的个体最优位置和适应度
bestPositions = positions;
bestFitnesses = inf(numParticles, 1);
% 初始化全局最优位置和适应度
[bestFitness, bestParticleIndex] = min(bestFitnesses);
bestSolution = bestPositions(bestParticleIndex, :);
% 开始迭代
for iteration = 1:maxIterations
% 更新粒子速度和位置
inertiaWeight = 0.729;
cognitiveWeight = 1.49445;
socialWeight = 1.49445;
for i = 1:numParticles
r1 = rand(1, dimensions);
r2 = rand(1, dimensions);
velocities(i, :) = inertiaWeight * velocities(i, :) ...
+ cognitiveWeight * r1 .* (bestPositions(i, :) - positions(i, :)) ...
+ socialWeight * r2 .* (bestSolution - positions(i, :));
% 防止速度超出范围
velocities(i, :) = min(max(velocities(i, :), bounds(1)), bounds(2));
positions(i, :) = positions(i, :) + velocities(i, :);
end
% 更新个体最优位置和适应度
fitnesses = objectiveFunction(positions);
improvedIndices = fitnesses < bestFitnesses;
bestPositions(improvedIndices, :) = positions(improvedIndices, :);
bestFitnesses(improvedIndices) = fitnesses(improvedIndices);
% 更新全局最优位置和适应度
[bestFitness, bestParticleIndex] = min(bestFitnesses);
bestSolution = bestPositions(bestParticleIndex, :);
% 显示迭代信息
disp(['Iteration ', num2str(iteration), ': Best Fitness = ', num2str(bestFitness)]);
end
end
上面的代码是一个基本的多维单目标PSO的实现。其中,dimensions
表示问题的维度,bounds
表示每个维度的取值范围,numParticles
表示粒子数量,maxIterations
表示迭代次数。objectiveFunction
是需要用户自定义的目标函数,它接受一个粒子位置的矩阵作为输入,返回对应的适应度值。
在每次迭代中,粒子的速度和位置根据当前位置和全局最优位置进行更新。然后,根据新的位置计算适应度,并更新个体最优位置和全局最优位置。最后,显示当前迭代的最佳适应度。
用户可以根据自己的问题定义一个目标函数,并调用PSO
函数来执行PSO优化算法。