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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 $ ]2 w" @$ b0 n! j( R
- G0 c" ^3 ]# k5 ?3 q) F1 Q
主要思想
3 i0 _% u- s) `: l, Z; b
+ B7 s7 ]2 H8 r+ F  r  t
- V3 r4 o, D1 E& M* w, D流程图/ [  J5 I$ X1 h$ v3 |6 m$ F$ N- I
) C/ R8 F  o' j$ {

* q* L$ U! U1 w% w; E7 v) T( [5 n) b7 pfunction [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()* q" I2 |0 g8 R8 e3 F
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight  j, h1 [8 p8 W4 }4 o/ Y
* e% R( _7 @( I, ]) |" f; r
%omegaxyz.com QQ: 644327005/ g& e$ c% s+ T+ J

+ L6 M+ |  `0 O3 \, |clc;5 E( D! @1 j' h
%% 经典BA参数设置
* ]5 U( W1 |/ R- G- g/ b  r9 N
8 ^$ D& Z1 G) X1 \5 at = 1; 6 H/ l2 i& D3 J
maxT = 100; %最大迭代次数
- W7 @; m6 s: c8 ndim = 30; %问题的维度: G  ?; c: Y: y. G7 u. A
sizep = 50; %种群大小3 s( r) J9 A5 f# q  b. N1 z* T
xmin = -0.5;
) O2 @' l; N8 f/ t3 [$ |xmax = 0.5; %位置向量的范围
8 y: B$ }. w) S% A1 }. _
3 `4 h; }* y+ A: mA = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小)4 K% Q( U( z( Y* A
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))
0 {" g1 U/ A, w* `% jQmin = 0;         % 最小频率, d, r3 b, I" m! r0 b" ~0 @
Qmax = 1;         % 最大频率# r, O) P: f! z. }" O

/ z1 U/ k% h/ K3 z1 }) b%% 初始化3 Q' K3 e% i: z: j# _

1 C2 B3 ]: a9 p# e/ B) `Lb = xmin*ones(1,dim);5 `# n# c7 E2 u
Ub = xmax*ones(1,dim);1 M, ^2 O0 c- D: k; C0 f/ K  z
pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化1 j% z# n0 a4 y, p1 j
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度2 G, |. H1 L2 n) k7 d, e  p
Q = zeros(sizep,1);   % 频率) S0 Y  z( g+ ]

$ I# F. ?" w2 q7 X! J$ J; Bpfitness = zeros(dim,1);& C( t+ U  v+ ]" ?
for i = 1:sizep- H! [. j- {4 F( [% I2 e5 R9 P
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
" ~9 b& ^7 r9 ^! r& q$ F+ Zend
" g0 c+ U: H& [7 Q[bestMin, bestID]=min(pfitness);
9 V/ K3 |; b! R% M- C* b( EbestS = pop(bestID, : );
+ ?" t: ^# I7 `. B7 sbestArchive = zeros(maxT,1);; K" B  N: U( T5 X

( C/ [  \! l) l  d; Q4 l$ V%% 论文中的新策略参数
+ H, F! V* P# W& @9 y7 _
* I- y7 y9 D1 X4 h9 m% v* Kumin = 0.4; %The second modification (SIW method)% M/ t+ n, R! n' t, I; S, S
umax = 0.9;$ U' u' c/ g$ k; P3 n  z. G
sigma = 0.2;! g( m* m7 o0 u+ X; Z( x
/ i- H7 F/ k8 X% _* `. E; l3 J6 b
R0 = 0.1; %The 3th modification, ?9 _& H( Z" v% Q5 t7 C4 h1 Z# y
Rupper = 0.7;7 j1 z3 I3 |6 R! J
A0 = 0.9;
+ M2 \. @) @9 p; {3 IAlower = 0.6;
& W5 ^) }7 A5 d  Y& p6 t, k4 q, M0 F0 y8 E

# c: a; {6 y- D" f$ Q6 h# F) l( s! a3 e- K
%% 具体迭代过程
/ S4 v1 P: K7 C9 a5 c7 Z+ {5 A. F9 D6 [8 C
while t <= maxT1 a: ~0 G& V$ l5 j* Z: q
    for i = 1:sizep6 X0 Z2 i, z# s4 Z& a3 z5 o
        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();! e1 s. v, h; t" X  a# A; B
        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)! r1 x/ d. M( O$ W
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)' f' }, A% r& z: {2 q# e) K- Z
        Stemp = pop(i, : )+popv(i,: );
4 ^. ?0 j6 y$ H        % 脉冲率
( Q* [$ r% z9 W2 F  Q: e/ Y6 y         if rand>r(i)
2 g  p" e/ Q  n4 m6 M5 {8 H             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);/ Y! @# ^% m: B
         end
& O( K/ v/ i0 A, K! m- A         fitTemp = evaluate2(Stemp);& \4 r. H% |% ^3 Q  G
         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i))1 {+ H6 K# [9 }6 B
            pop(i,: ) = Stemp;/ ]2 u" m1 U# r0 j* G) U  _  `) Y! E" x3 n
            pfitness(i) = fitTemp;# U$ X& q7 \4 r6 Y* w  |
            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification
  ]; k" a( q# Y# a/ g            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification
8 t+ u+ }: l5 k1 @. J( F- K) E7 x         end. r3 }- Q. u! N8 d8 ^& a7 Z/ u
         if fitTemp <= bestMin  u! y& W% v) o; E( H( {) q
            bestID = i;4 Q+ I2 @! q' a9 k# V; u
            bestMin = fitTemp;
3 @, L; Y+ {: X4 d- T                 bestS = Stemp;
5 i: L7 C/ {- Y, C( l         end& _- N! e' W+ S. }
    end- P! L" D1 w5 P1 r0 d
/ ?9 y8 @+ O" V; x4 n8 q
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)/ }8 \1 H; z6 z9 g
    interXfit = evaluate2(interX);: c% f  ~8 l1 S. O
    if interXfit < bestMin
/ |! b" _# e- ^9 z, V        bestMin = interXfit;
6 v/ _4 f9 `5 P) b9 J        bestS = interX;
: {9 c4 t5 g- G; `0 J        pop(bestID,: ) = bestS;7 [: V7 M# t" B( ~8 r. a
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;/ g# w$ ^# {. G- D4 \; U
    else. ?3 B1 ?2 R# F( W9 e
        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
+ e1 D8 b' c8 l            bestMin = interXfit;
+ ?7 |" D+ s& u* Q9 w            bestS = interX;  ^2 ^: ^# D- z
            pop(bestID,: ) = bestS;) M8 w' p5 _( }* B
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;
7 [3 Q/ V6 U  ~; I        end+ _4 B' L! w, D2 o
    end2 u: ^  K. L+ \  R

6 v$ B, W' z( U. P    bestArchive(t) = bestMin;
# E: e! y1 F2 V+ @1 H- \    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
: l% B& S. c9 j7 T    t = t +1;* M8 M" E# Q- D' i% Q  Z! p3 x7 Q
end
. j$ V7 Q: x+ ^! I# B
5 R7 j" c- i" f5 p2 x% i# y
( z7 L+ V. Y/ h' Y% Uend%.m end
& j. b* o& B$ Q  z: b& ]& o9 F0 H3 V# x- ]* t: u

& T0 Z- \% m8 P( c& j; G评价函数:9 ~  [) Z. L* n, x

. ?1 ]) f' w9 l0 v! d$ ~8 ffunction z = evaluate2(u)
8 t* M4 R* c) y* N# X/ P# v%Weierstrass9 `$ A* H! C* H0 Q* R
  q# p7 K6 e: i8 Z
dim= length(u);
# _* O. N: ~& a. R5 R! S  asum_1=0;
. a$ Q, ?$ X& Y5 s( }sum_2=0;
2 x9 Q5 A& j4 N) X" p( `sum_3=0;
: O$ a8 j3 U, Ja = 0.5;
4 e3 [6 D+ ^( f5 pb = 3;; d" a" Y$ ?$ G6 K: m
for i=1:dim( D& ]+ d0 n% V. ^( B# K3 J8 _
    for k=0:30
+ v8 T1 @! X( o; l9 i( O2 \& v       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));
" Z- |( {$ p! _0 Z  z    end
/ {! H8 A2 N5 L' x2 s9 }    sum_2=sum_2+sum_1;0 l8 U2 n- q5 G5 s6 T
    sum_1 = 0;9 |; K& f! ?5 K, C4 ^/ B4 D: }. B
end- F* D- M5 `% E; G" a
for k=0:30
  e4 O5 y/ m) `9 }  G+ o       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));' Y# v; I8 D' W  p! Z
end
6 A$ m: y, w7 }+ `$ v' gz=sum_2-dim*sum_3;
+ j6 D( U  k! cend; r: u4 @' b  k5 m  [8 A0 f

! i: q+ [* i+ G( `' b9 \: R' V: Q/ x9 ~" `

4 _: r, S$ [/ A0 _流程图
+ U, P7 E, Z/ x, p, J; M( _$ z& o$ ~# `7 T3 U, C8 \) j, q0 v
& d7 O0 v! ?6 }2 W3 }  _# _' H
function [bestMin, bestID] = ILSSIWBA()( C3 R3 [$ V' E- u6 L/ ]$ K& s
%A new bat algorithm based on iterative local search and stochastic inertia weight
+ p9 O8 h# P5 y: ^
/ x. w( l6 L* _5 \% I6 E& R1 `%omegaxyz.com QQ: 644327005; J8 f1 T; f, X

' |! t" v  q3 C; lclc;
- q" q; H$ g0 ]) T4 Y2 f  f- S3 D1 U%% 经典BA参数设置0 D7 X; K( Y+ {

3 E6 V, q) n5 q# J5 {0 _) D" qt = 1; 5 O8 I+ C) _4 L
maxT = 100; %最大迭代次数, M$ O# H- \/ d# h  [
dim = 30; %问题的维度/ H0 K* J8 b2 @* C9 O3 A2 K
sizep = 50; %种群大小! `4 x. q  N5 }8 k; S; T2 q
xmin = -0.5;
( [2 T" Y  s& xxmax = 0.5; %位置向量的范围
. r) y: s. D0 h3 P5 N* D, k; ~' N! g) x' h& J& C( k
A = 0.6.*ones(sizep,1);    % 响度 (不变或者减小); D0 r3 Z9 b! w
r = zeros(sizep,1);      % 脉冲率 (不变或增加))" a+ j3 h5 ?( n( D! k) E
Qmin = 0;         % 最小频率
5 g. d, w; H% X/ d) C9 wQmax = 1;         % 最大频率/ `% H' j! B1 x7 X8 r8 w% E- x! `

: W% g: A: I0 [6 e' j%% 初始化
$ U  {( P2 E. q1 \9 o# {4 e5 J* R$ x5 Q8 D
Lb = xmin*ones(1,dim);
) b% e% p/ C5 r  H# q! x4 H% O, iUb = xmax*ones(1,dim);9 ~  G  z9 t6 u8 J
pop = Lb+(Ub-Lb).*rand(sizep,dim); %种群初始化, a& l' w" N& T' K, C0 }0 g
popv = zeros(sizep,dim);   % 速度, k' a! {) V* O  m  j# D
Q = zeros(sizep,1);   % 频率
& I" Q! t7 b% {8 K' U: ~1 D
2 F8 Y: \& G) J8 d% Kpfitness = zeros(dim,1);
" J/ i9 i! ^  B$ Efor i = 1:sizep7 d- ^+ v# M+ b
    pfitness(i) = evaluate2(pop(i,: )); %评价
7 d& A& |8 Q# z  p2 I+ L; t7 hend3 o% k  o: Y. u$ Z, o7 j
[bestMin, bestID]=min(pfitness);
! ^; C9 v$ x3 t5 Q2 g8 ?bestS = pop(bestID, : ) ;+ n. D9 p6 P! _" i
bestArchive = zeros(maxT,1);
' v$ ^; ~* s- ?. Q3 Y) q2 e* x7 w* \0 c% m* P- e7 @: W
%% 论文中的新策略参数
! O" @4 z. h0 f7 N) ^$ y# [
" I6 b" W- e, s. R& u' U2 [$ jumin = 0.4; %The second modification (SIW method)
$ \8 z- G- S0 Rumax = 0.9;
# Y7 ?& a8 N1 m4 X( |sigma = 0.2;5 M  ~5 x; s( M) p: l( G6 @/ n

1 P7 |- i; X/ a$ c0 c, E: C! gR0 = 0.1; %The 3th modification
1 r/ d. t8 y5 CRupper = 0.7;0 p2 ^' b+ k! @2 F, [
A0 = 0.9;
. J, n, G& r4 J4 l& `' e, {Alower = 0.6;
  w& h4 N( ]  z" C1 \8 z8 ~$ m5 h+ ?
, n  b7 L2 A+ g) W. ~
% h0 r! A0 S7 f2 R: I3 C
%% 具体迭代过程
# V1 _% d& k; ], r
1 H8 ~) m$ q! Y/ C% F: mwhile t <= maxT
0 K* q! W  L% H" k* x    for i = 1:sizep
0 D$ s8 e1 Z0 ^4 |2 i        Q(i)=Qmin+(Qmin-Qmax)*rand();
- p8 I4 v9 q9 a  T        w = umin +(umax-umin)*rand()+sigma*randn(); %The second modification (SIW method)! z4 n3 E5 N% `" B
        popv(i,: )=w*popv(i,: )+(pop(i,: )-bestS)*Q(i); %The second modification (SIW method)7 {4 q9 j4 l# K* ^6 Z6 y- c
        Stemp = pop(i,: )+popv(i,: );
- X2 F/ k+ G+ k        % 脉冲率
. O% M7 b1 E, F9 G0 b         if rand>r(i)
+ U6 P9 N- M0 X             Stemp=bestS-1+2*rand(1,dim);
# s% S; O, n9 G( [; p         end, p0 a4 M# Q- H
         fitTemp = evaluate2(Stemp);
3 J( D! K2 j  [         if (fitTemp<=pfitness(i))&&(rand()<A(i)). o* S) q; W2 ~8 d% f, `& |" o
            pop(i,: ) = Stemp;
. ?1 R/ U3 j  `6 v  [; @: X            pfitness(i) = fitTemp;
6 y1 Y5 e4 G9 Y9 G, U% c1 r            A(i) = (A0-Alower)/(1-maxT)*(t-maxT)+Alower; %The 3th modification! r2 o5 P$ t9 I+ Q  q1 [9 |
            r(i) = (R0-Rupper)/(1-maxT)*(t-maxT)+Rupper; %The 3th modification' Y- B) S" e. f9 s9 `
         end
: _# D' L4 a7 _  |$ O. N2 m7 \         if fitTemp <= bestMin
3 L" N- {0 `7 l! C7 X            bestID = i;  M) x4 e( V$ Q6 D' @! g/ C
            bestMin = fitTemp;4 J# r1 N1 b  C7 I# h" f! l" F
                 bestS = Stemp;
3 l4 L: U9 u% m3 u: o$ R2 ^& t         end) v4 j7 j: P+ S, T9 O7 G, T8 }
    end
& @1 p& o3 W; Y& N' J$ o. y; L2 D6 w
    interX = bestS.*rand(); %The 1th modification (ILS method)
7 j) ?" e& i) H& I5 b0 O    interXfit = evaluate2(interX);# M$ o7 {+ t: S: y  \8 {- r; @9 U
    if interXfit < bestMin9 Q) t# u% \2 v4 E# J
        bestMin = interXfit;* w& f( M+ h! K+ {+ X6 w' o3 ^
        bestS = interX;: x0 |+ T9 Y% m+ m" [8 j+ ]
        pop(bestID,: ) = bestS;: E0 C8 e; l0 S/ R9 ?5 e( W" a% ~
        pfitness(bestID,: ) = bestMin;/ l/ p) V# Y6 m4 S
    else
% A% D2 \5 A+ @8 A# C6 e9 i        if exp(bestMin-interXfit) > rand()
$ h  S# N4 p5 P' H! c" O& J            bestMin = interXfit;
* r8 o3 l" Y* Q" j( R: `            bestS = interX;. b& T+ J# \; d& H% T
            pop(bestID,: ) = bestS;( V% u* E  l+ ~. m- o* Y
            pfitness(bestID,: ) = bestMin;6 b7 U8 P+ h2 _! o& ?) L) ]% d
        end
% A+ ^4 b8 [. \4 ~8 S* c    end+ ^0 n: h. [6 k$ L( E

9 A2 u5 b) S- F: s- @* H    bestArchive(t) = bestMin;
) i, _& F( q0 p$ J    fprintf('GEN: %d  min: %.4f\n', t, bestMin);
! o/ J2 C% S: \4 S    t = t +1;/ x* D" A4 B7 ?2 I  i1 L, b
end
, I" e3 g3 B" h) Y
3 {2 T! l6 \& H( U: K$ z$ u
6 w; m+ E) o( y/ u  m; n( s( \" M+ pend%.m end7 v' Q5 N' K/ N5 W4 J& ?3 u! C, u
, `0 Z% ?) H# b7 `+ O( t1 k2 A! E1 H
' W8 Q: ~, k# j8 N
评价函数:! O9 W7 f; a8 ?* y% _
! ]$ j* M9 `; ?' E1 ^
function z = evaluate2(u). `& U8 k# U7 G8 T! ?
%Weierstrass/ O1 \' ^  u. m* r2 Q, }
7 Q. [9 r; {2 B& m4 v( Q: `
dim= length(u);! E  P3 l; U/ |+ h
sum_1=0;4 w9 V9 E4 I5 x" n
sum_2=0;
# ^8 i* s5 B; m  t. Q9 Esum_3=0;8 i3 \; z$ O2 n
a = 0.5;9 A* g' {5 C0 V
b = 3;1 ?- W6 a& n5 s+ m
for i=1:dim+ S4 s: t+ v) h, N9 }
    for k=0:30
7 Q' p" p0 H% H2 ?0 t  ^& q       sum_1=sum_1+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*(u(i)+0.5)));8 P  m, K" L+ {7 t- R* f) N' m3 q
    end
* M6 D8 A& @0 E+ R$ q. a- M) x    sum_2=sum_2+sum_1;
5 p% L2 |7 }1 A/ }& F* Z/ H$ C    sum_1 = 0;* M3 }2 }$ x  b" k. i  r
end
7 K5 m5 ?) f! @# `7 D2 z% X4 V2 nfor k=0:30- j2 }* M+ ?6 E( S7 F
       sum_3=sum_3+(a^k)*(cos(2*pi*(b^k)*0.5));
4 Q" U6 J4 l. v# \7 I6 ~end% A; N5 ]7 o$ e% @+ N# L5 l
z=sum_2-dim*sum_3;( V4 o5 y- y5 s# ^& z; U+ P* s7 O
end
. q; o5 U+ D% |' G* O$ r2 O6 {  k- N* m5 j6 a
0 R# r! Z3 u3 V8 \  O9 \
  • 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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