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粒子群算法

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发表于 2020-9-16 13:57 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
/ @8 S2 i" q$ }
%%%%%     * h% A# _# Z$ Y6 n
函数名:& H# A2 U$ E) z7 h2 V
  initialize_variables()    %%%%%8 w1 M; J6 R/ D9 w, ?/ l- [
function f = initialize_variables(N)   % r# v8 u9 ]+ Y
min = 0.1;
8 b6 [& x; m, P6 s: M0 Rmax = 400;  
$ w  Y$ s" P, AVmax=1;
7 C- ]. b$ y2 Q9 T* v* jVmin=-1;   ( G& u6 l+ C+ Y  R& h3 A
%come to here  ; p' W! U% Z0 u9 L: [; ~
M=7;
# k2 Z" x  p1 D% U% hK=8;3 R2 D/ ~4 o8 s$ x/ ^
for i = 1 : N
, M2 c4 L# P. D2 S, w- X) Q6 c% Initialize the decision variables6 g8 T' u7 U  h, P, ~4 ?  ]
for j = 1 : M( O) y% a( M8 j4 g
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random# i% M8 h$ c6 Y) V" L
end* n7 S; R& D. I  d
% Evaluate the objective function/ @* W% d. c# w$ y8 z- P3 t9 u
f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  6 J. b  Z$ }1 h7 f! @; m
for j=K+1:K+7
4 ]7 v% n  q$ Q; D; Yf(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);7 ?) S5 u8 f7 d" K  E
end1 K; B# b! [0 }
end
3 f" ^0 S8 B% `, d4 X- t
' L; G+ j: D4 S+ R7 \0 q, Y2 C5 S9 h3 r. G* Y
9 I- B8 o* S& W: U) B8 A& x4 k
%%%%%* M- M- s' r9 j, N$ r
%%%%%
6 B% v/ e; B9 X. ]' ~0 c4 s函数名:
8 a. y* k0 j  }0 F0 }6 |initialize_variables()%%%%%
; o: m9 _( Q: f5 D% g1 H, Amin = 0.1;  $ m5 Y6 |# M7 F% Z
max = 400;  
" O' [/ S! e1 z  U: A9 kVmax=1;
; S7 V& ~: v8 |3 zVmin=-1;  
: k/ c) x1 h; Q; ^/ `%come to here  ' Q+ U# |( d" ?9 \* Y% J; [$ B
M=7;* i% X2 R" ~) \2 ]. V3 {
K=8;
. |+ m' W5 Q8 i$ G  q8 ofor i = 1 : N" R. S7 L$ F8 Q/ u/ q. i
     % Initialize the decision variables9 Y0 c# R; Q7 E9 C
     for j = 1 : M! }" w/ X9 m2 R& b& ?7 Q6 i- r' g7 T
         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random
2 r2 u7 l7 q8 C! ^     end, Q: r4 C! }) f
     % Evaluate the objective function
, b  ?) y5 s5 {     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  # ?5 l0 H! s4 J8 ~4 P
     for j=K+1:K+7
7 b( _3 j9 n6 ?         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
: M  U5 B6 o6 M     end
% c" ]8 H- V& T7 Kend
" p  o+ ^4 I' ]8 d3 B1 k' O2 ~2 d6 m# K
0 q$ i% S: }. S+ `- |- U) F
function f = check_band(x)9 \. S' u& j1 K
[M,N]=size(x);
4 u6 W$ \" d$ N* Z* c  R- Rfor i=1:74 K+ ]2 w6 |$ f! r( [0 C
l_limit(i) = 0.1;
5 a' w+ X& M  Ku_limit(i) = 400;
0 K4 s$ o! i: fend0 x- E( a' i/ }
for i=1:M9 S" o; p1 O" U( S7 u* F
for j=1:N
, q* q$ ^5 G# w' |' o  `: Nif x(i,j)>u_limit(j)
2 [8 N- n8 A# U2 C7 C5 N: m# nx(i,j)=u_limit(j);* A% C* U+ i4 f* L* ~0 Q1 G+ {
elseif x(i,j)<l_limit(j)
8 P5 H8 `" n8 y* {5 L% gx(i,j)=l_limit(j);
1 C3 W1 t. Q2 N8 d& Gend! e) f9 B2 [% Z/ P
end/ W; d: k% M4 w
end
% v7 s4 B7 k8 B/ P; b* B4 ^( kf=x;
* N7 }$ o1 P- v; D" a* J  d6 I0 r7 {8 P; F+ I  k8 T, I! W# w

  ?9 H% y  O# Y- n! P' E! Lfunction f = check_band_v(x)
* Z% |4 f% Q  V7 L0 q( Y6 q5 a[M,N]=size(x);     1 w: i' k( [  N
u_limit=1;, q( T; [9 U1 @/ l$ N/ _
l_limit=-1;
1 _5 o. P0 i: W2 |. ^+ Y1 Dfor i=1:M' U% H/ p+ r( F- o5 ~
     for j=1:N& J; Y2 _, N( `/ y! t; i3 \
         if x(i,j)>u_limit
; V% R3 p4 Z& `: S0 \             x(i,j)=u_limit;
/ R& f( C5 d4 F( e) w0 b  r         elseif x(i,j)<l_limit
- ^- c  J6 V* A6 ]- u- o1 |             x(i,j)=l_limit;$ ^3 W2 z& ~, @4 R+ U5 n$ R. }
         end
* j- ?6 p& I$ a! r- U     end* m1 E, T, e. ]6 J# t% m6 }) ~, ^
end
- j2 `: o) B0 ?- Y' F4 [f=x;
4 n1 _6 k/ R* a( r  j( S9 V8 t, E" O  `% x( Q  O9 e- Z+ o8 Q
" c  a  S5 Q7 }+ m6 i
function f = evaluate_objective(x)
9 r& q6 _. }4 F! @% N$ F3 I8 l/ ~5 If = [];
7 s# Q+ M: p8 TA=[0,0,0,1,0,0;0,0,0,0,1,0;0,0,0,0,0,1;0,0,0,0,0,0;0,86.69,-21.62,0,0,0;0,-40.31,39.45, M5 B/ j3 U5 h. K' n8 i2 V! [
,0,0,0];$ \/ g+ i0 J3 H
B=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';
7 C8 U0 k3 e8 b. jC=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];' }3 e- Y0 y9 J9 s$ z) L7 B8 b0 L
D=0;  N: [) Y, d* u
H=ss(A,B,C,D);
* G' [9 g, P8 o) I% [5 jq=[x(1),0,0,0,0,0;0,x(2),0,0,0,0;0,0,x(3),0,0,0;0,0,0,x(4),0,0;0,0,0,0,x(5),0;0,0,
8 }' }* x$ i. G* \7 j0,0,0,x(6)];
' i" s* M& J: i3 Q  qr=x(7);
1 y  E& y( U6 yk=lqr(H,q,r);  L6 h0 Q. v, l: o
a=A-B*k;
7 r/ p! G/ b& oh=ss(a,B,C,D);   5 ]+ g- }, W+ K" w# ^
T=0:0.1:7;
5 F8 G' E( L  E% U[output,time,stat_vect]=step(h,T);; I4 q8 R  v; _% E
%output7 V7 f$ a6 p" j8 u. Q- W
%stat_vect
' H- [, D$ ~0 x, o  fsum_1=0;
) \8 u: }, t, s( N" ?for i=1:1:71
# m$ Q$ [  _0 P5 f/ Rsum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';
- G& O" u) `- o8 y9 i+ zend
1 a, j" Q7 j- W3 R! ]1 Yf=sum_1;* D0 Y6 A) c& j7 w7 h8 C' {
; n2 E% E2 ~: A6 C& c8 g, _( p2 M

% n/ c# T: L4 [* C( Q3 _. ^6 z5 j+ \+ p
附录; B% s$ W* u; M9 W
C
; _, a* w3 J2 `, ~% _+ K7 ?6 ?: U粒子群算法程序:6 n7 u) k7 m* S5 q
; @6 p  ^- E1 W
%%%%%
( Y6 ^' O7 h2 R" D7 a/ f被调函数
5 i# `& P2 I. \) I/ K) h2 a9 g$ H1/ T4 v: E- e" x/ O# N5 _4 N
5 n  L/ ~6 t' f# Z4 B* Q# }
initialize_variables()  
' i1 e. Q  e& h7 Q% [$ @种群初始化函数
5 |" T# S5 f/ N* G( l$ T7 m) u%%%%%
5 z( U! U% ?" ?* H; p1 Y2 R%%%%%7 z/ \; m4 y# T+ P6 e" f
被调函数! Z( d% T$ G4 d7 p
2
6 X  M5 e. X9 j/ u; `* s4 m' h+ M0 E  u: r7 k7 p7 b  a
evaluate_objective()
- [$ L% H( J. K4 ?计算个体适应度的目标函数
& N8 c+ n7 X: k) S( m: a" s& ~& p%%%%%* W8 J6 r: V- g) z7 Y- g
clear all/ @; |  J* H  O
clc
% X' j5 o, c1 h* jpop = 30;%30
" v$ n* R8 h  U& ~% E1 g( R& tgen = 50;%50
6 u+ R: z  t/ Z- T( m) z* DM = 1;   %the number of object 目标函数的位置
! Z, m$ h2 _. Z: _% ]% mV = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数
' V! k' J9 d5 B2 l8 i* m' mwmax=0.9;" q0 z5 K  e' V6 m: c5 I- E
wmin=0.35;
5 ?0 W# V% ], bc1=1.3;. E' z* R1 a* m- @2 I' d; ^9 {& a1 v
c2=1.3;" Z7 [8 H6 H- X) U
for iter=1:gen
* M/ H& v& R1 s7 F! k, AW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;
  T* g- v  z( T* w( z. h8 tend     %计算惯性权重 inertia weight) p+ b4 _0 ^8 o" i9 O8 w: O6 W
chromosome = initialize_variables(pop);  %变量chromosome是一个30*15矩阵,里面包含30个个体的信息" I/ O4 N+ Y; c. w5 |
for i=1:pop" Z; }- `( A* g* N/ X5 E
    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵; T8 c/ d" t, p7 R% @1 W$ a
end
! S2 ]) f" e$ {  X%初始化gbest- n# q; K- K# z
[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序5 V, Q: T* ?" v5 F8 t
gbest=chromosome(index(1),:)  %index也是一个数组,index(x)表示temp数组中第x行的元素在原来数组中的位置
! P: }) G# }8 W  x/ q1 w  Z) q5 Qfor i = 1 : gen6 l& Y" t$ W: O' E2 h4 E* Q) i1 U' ]
    x_temp=chromosome(:,1:7);. {; _: D$ a7 `, v: Y' ?& v' c$ M
    v_temp=chromosome(:,9:15);
! H. Y3 L6 F6 A& \3 b  _  v    pbest_temp=(:,1:7);' u/ Q+ t3 n# S
    for j=1:pop
* l# b" }2 O# a) F        gbest_temp(j,:)=(1:7);
1 P/ a: O3 ?3 z$ u- c. B* `; J    end/ b! [# x* e# q+ {0 x5 m
$ r8 [- q4 _* P7 W, U) |/ e$ H4 q' \6 o
& y- n; }) w5 c( [- B9 M1 G0 A7 q

& T3 T3 ~2 o. T, m  {. }& J7 Enew=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);
. v6 Q5 C4 f+ {, y    x_new=x_temp+v_new;
8 s5 z% z7 T  V; X7 O# u" M    x_new=check_band(x_new);
7 J( D/ v1 e* w6 w9 z! Z       for j=1:pop$ O+ O( p' _7 J4 {
         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵' w; C1 N0 b1 W1 @# W, B% Z7 E* Q& D
    end1 g3 G) _7 Y1 y6 \( g9 M% D, q' A" L& {
       x_new(:,8)=f_object;
( ^; [3 k9 R+ S       chromosome = x_new;- h& y2 L0 f$ m2 I- @$ ~
       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  ; |2 w1 M" _+ t$ X
       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
! x3 O1 q1 h8 f( T         for j=1:pop5 K* K* ^2 R* m
         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8)
$ H( M( D- ], B& d7 S2 _             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);
# T4 `, S# B4 o& b  I( P: w. d. H1 Q         end  Y6 w1 X" ]6 T3 p$ \9 v$ b/ H/ N
     end5 B6 S" T( I* o7 F
     chromosome=chromosome(1:pop,:);4 b, @1 @5 T& M+ w3 n3 ^' K
     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);- z1 ?) i% ?( a: B' h& I) c
       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));
5 b9 c8 p( ?9 u8 N. c  |; y     gbest=chromosome(index(1),:);
+ {2 P& |* _8 t0 U     chromosome=chromosome(1:pop,:);
: R7 @  p1 {" d9 I; D: T     solution(i)=gbest(8);0 F5 g( M- P' w2 Q6 E8 n0 b% r
     generation(i)=i;: m0 [9 X' i: u4 l! n& q9 s
     if ~mod(i,10)' v( q3 \( M; m. M9 ^( {
         fprintf('%d\n',i);
4 O1 B& s0 U$ e/ E, r; N9 o     end0 w* [, L. m) t8 F
end! m0 R, b/ X( y% w- J& o$ }
         figure(1), O; [+ l5 K: h9 ?
         ABC_object(chromosome(1,1:7));
& F& |" i" _/ O0 O7 `) z/ R         figure (2)2 [5 ~+ S+ T4 x. z% j. a
         plot(generation, solution );
( M2 D! J# Q0 m9 V/ {         title('QR op using   pso');( L" B& m4 M  N. ?
         xlabel('generation');
+ F% G; u# Q# d5 z" c- D5 Y1 B         ylabel('solution');
, d0 A5 u# d0 p5 ^  [以上是粒子群算法优化LQR的matlab程序,运行时出错了,请求帮忙!7 h) G) B* J  n; ]9 Y( w; M

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发表于 2020-9-16 14:38 | 只看该作者
帮你顶一下

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4#
发表于 2020-9-17 11:10 | 只看该作者
我没看出来问题,等一个大神把
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