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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

. q/ B( t* S/ c4 _3 C. W%%%%%     
1 a8 O! h' c+ F# ^0 d函数名:7 h, N4 h3 K# O6 G+ w+ h8 H6 J
  initialize_variables()    %%%%%7 H5 Q( u6 z% E4 p
function f = initialize_variables(N)   / t; U8 S( T9 c" d: H
min = 0.1;
5 f7 ^$ s* ?0 F4 L: j8 Ymax = 400;  
7 ?7 q! Y2 E, ~$ |Vmax=1;
& J3 L# P+ s* I' R% zVmin=-1;   
" x5 |! o7 j* n" A7 o- v- ?5 j%come to here  : X; H4 P8 v* g: Z6 A
M=7;1 x7 l1 R7 p7 o: _
K=8;
4 @; u9 \2 ?! e5 {for i = 1 : N
! U+ q6 P7 z( z+ A( e4 k/ P% Initialize the decision variables' t% V) o; N6 u6 Y! f
for j = 1 : M8 {* _# m+ U; {/ W/ h" K
f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random) y; a. J! E8 y
end5 r4 r! ^. }3 S+ E2 E" C
% Evaluate the objective function& i: S: O- \* u- [% q
f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  
" F! `/ {3 T3 Dfor j=K+1:K+76 M. y5 A/ ^  x/ d  g6 m
f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);
( Z# s% ]7 D! J7 d7 H! t% x  [3 _end
0 P. W9 e8 n5 @; I. Cend
% C* E$ M( h4 ]3 S' s9 X
: C) V5 H" X9 P0 ^% @. [+ M8 c2 l; D8 R' v* I& c' M
7 V- G3 A# ^7 e7 r& E  e" X2 F5 e
%%%%%8 ^* Q8 i, G+ c! e3 y
%%%%%
$ f1 J9 {, B0 S1 S函数名:: K" z" P* ]; ?9 E: I
initialize_variables()%%%%%! C2 |& U% z5 [' b9 l/ I( [) T
min = 0.1;  ) Z( w/ z$ f$ M) z3 |: `" I- |
max = 400;  
0 X9 x, p1 B7 g) n. j+ H6 [Vmax=1;5 Q3 c, {" U' ]4 t% G
Vmin=-1;  
6 \7 Q1 _6 K$ W% ?, W8 T9 a" L( b%come to here  
" l2 n5 X9 S; w7 V$ \9 vM=7;, S# _# r) P* j. S0 y2 U
K=8;
: X# z5 M. Z" |0 {for i = 1 : N# G% |  b5 n4 |) l; X, E6 p7 c
     % Initialize the decision variables" K+ z  `( g" g  L$ \
     for j = 1 : M
, ^; T* U: U5 _6 `         f(i,j) = min+ (max - min)*rand(1);   % rand means random
! [- Q# Q' T3 n     end
2 F& `2 z6 |# c" D5 o2 n1 X% H5 l     % Evaluate the objective function
' `; X/ X' J' q/ O4 P) ^     f(i,8) = evaluate_objective(f(i,);  ! M5 _1 Z4 Z. K$ ]& o2 e6 }4 R4 e6 Z
     for j=K+1:K+7+ D5 ?' L  {/ J- @% g! r/ Z- p
         f(i,j)=Vmin + (Vmax - Vmin)*rand(1);% R- @  l9 w% k* V# i
     end( s# ?3 o: j3 |2 b2 \. ~* U
end
. t  C* s; @5 a+ p" n. U. ]9 Z+ ?6 Y
4 ]* n$ S7 e# C/ n# X6 y
7 n7 c2 H2 s( y* Ffunction f = check_band(x)
$ C( f! Z) Q9 o3 |[M,N]=size(x);
  e: J4 Y0 s( W" t: efor i=1:7) H" u4 e# J; a3 J
l_limit(i) = 0.1;
2 S/ v$ a) w( n1 h! O, v6 W  uu_limit(i) = 400;9 s& b! w* z- K) M
end  l1 U! K1 u% E3 {0 w6 |
for i=1:M
3 i3 T* p4 G7 j  K- Ifor j=1:N
& `6 C# o! K, x! u4 ?if x(i,j)>u_limit(j)9 m: x- G( W9 k  p3 x
x(i,j)=u_limit(j);
* _, @/ d4 E* Xelseif x(i,j)<l_limit(j)/ i0 [5 n1 F5 b- Y
x(i,j)=l_limit(j);
* ^. X# v, Q/ Z. ]9 [end9 D4 R/ e8 r- E: ?; J8 F, F; d0 o
end
+ X& O! r4 Z' g* V$ w0 g- l  `end
6 V7 K1 ^7 @- i; Pf=x;
2 E$ N7 `8 J% b- z- W) a# f# B
. E: E! u0 ]/ z
! c( H6 m8 j# x- F# {& r. L+ C6 tfunction f = check_band_v(x)
& h* B# t/ V  O6 B5 A5 W[M,N]=size(x);     ' r/ r) }* f7 `9 V% L. P
u_limit=1;
8 I) N2 R; U! A/ [l_limit=-1;$ f: l' X, \. q1 M
for i=1:M
; C( M) t) E' r" c( U" C# d: {- m; U     for j=1:N$ Q6 K+ q" {  h+ \9 `
         if x(i,j)>u_limit
8 c: ]- C4 l. C* L             x(i,j)=u_limit;1 b( r2 S' w( ~# f) J8 ^. g( C
         elseif x(i,j)<l_limit4 G" O) y9 u7 _+ S& v" [5 m5 A
             x(i,j)=l_limit;* s* R* n$ V1 n
         end% i0 ^" c/ e( {7 ~6 \
     end
) I" L1 D# D! @) @. B* iend2 o" p' h( v$ G% `. g/ x7 ?
f=x;
' i  x) Y+ ?. c( Y( A' B6 E2 f; o- u) c* p4 J6 }: x; f
  K! M8 ?  g1 E5 o* K' j# s
function f = evaluate_objective(x)
+ ]$ a7 d" c( W  |1 f/ ^7 _  @f = [];
+ D  u+ ~$ K, S0 I- E" mA=[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,-40.31,39.452 |8 [+ @2 z. t$ J
,0,0,0];# R; _2 t* j3 |
B=[0,0,0,1,6.64,-0.088]';% O9 w& ?; F6 O* w% a3 o% v) Y
C=[1,0,0,0,0,0;0,1,0,0,0,0;0,0,1,0,0,0];
+ e6 b) Z! `/ s  \% ]D=0;
! w0 X8 s8 G; lH=ss(A,B,C,D);: T! d  F. g- y9 J
q=[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,% F4 r" f  z+ T5 p2 p
0,0,0,x(6)];8 `' A! m5 o  b/ I( n7 u
r=x(7);
# y6 F* Z( @4 hk=lqr(H,q,r);4 W; |6 t9 d: W# U2 I( p
a=A-B*k;
% O; K; t- x1 r' D/ t, J, V0 _h=ss(a,B,C,D);   ) o* Q& q/ J+ X
T=0:0.1:7;" @* m0 o3 P" z  D) @
[output,time,stat_vect]=step(h,T);
+ ?. F' D  R2 @) }+ L%output
( y+ b' v# u% P5 |%stat_vect
, R. g. W( D( Z# N3 Xsum_1=0;& p4 X9 s& K+ j4 i: Q
for i=1:1:71
" ^( x- L1 e- G' @sum_1=sum_1+stat_vect(i,*q*stat_vect(i,:)'+k*stat_vect(i,:)'*r*k*stat_vect(i,:)';; R8 f" K/ G% t+ H. i
end
- F+ d+ k7 X2 v- a- B; U$ Nf=sum_1;2 ^- M+ P7 w+ g" a- t8 C

( J& Z" b# `1 T: ?# U. R. z' G( k( l4 O1 P
0 S; [5 o2 B, O5 T) O
附录
- H* J# g8 v2 X: A+ RC
: y9 l0 h0 T0 R3 p5 N# j粒子群算法程序:6 O+ p" v. F6 I& l# R
, W+ ?: H; R, h% n2 ?1 U' c! B) q+ ^
%%%%%
/ [1 X, X  E% q( ^被调函数
3 X" Q0 `% t. D# [9 W" f" n1
& D! R9 Q9 U' m
: Q  M  g8 T. ginitialize_variables()  
: |$ T: h; A4 A- o7 x种群初始化函数
" \; L% a: p; h%%%%%
' @) ?* h4 v9 g9 c2 |0 {( m%%%%%6 n$ C- b. W- H* g; b; W6 X, a
被调函数7 i6 Y5 r( x/ P) T8 V# C3 m
2
- ]) U/ u5 P. u. [7 O8 r( }7 c+ L. a
evaluate_objective()7 V6 l. g. \6 M5 O# W
计算个体适应度的目标函数
4 P& [# k& E) i( j- `7 t+ E& o( ?" L%%%%%6 f2 ~% @/ U# e. l7 X! s
clear all" ?& k) N5 |9 H
clc9 ~2 v: W( f  V- q# }" H
pop = 30;%30
, ?$ J) d9 e* h! A9 a* a) Dgen = 50;%50
) b& {4 u6 }, B$ `& m- @M = 1;   %the number of object 目标函数的位置
* ~9 V2 V' U7 ~; G0 iV = 7;   %the number of chromosome 染色体的条数
: W: N& T8 ]$ P: g+ Y1 k2 v+ k2 o3 zwmax=0.9;4 Y2 ^  c5 H1 N# m
wmin=0.35;$ I, a( V8 o6 A7 `+ z
c1=1.3;: [5 H: Z. F4 o% O4 M: G  Q
c2=1.3;) v$ x1 O( d9 \! w
for iter=1:gen
. r' e" z' R- wW(iter)=wmax-((wmax-wmin)/gen)*iter;
8 f1 D9 z4 V* l7 f3 i' S# o4 Iend     %计算惯性权重 inertia weight
6 b! ^3 ~- M* ^, m0 P' V  x1 a# Schromosome = initialize_variables(pop);  %变量chromosome是一个30*15矩阵,里面包含30个个体的信息
& n- @( N' J$ E9 lfor i=1:pop: _+ k- l; s- }. x+ f5 @6 ]6 l: i
    pbest(i,:)=chromosome(i,1:8); %初始化个体极值pbest pbest为pop*8的一个矩阵" w1 l( x7 l, V( M5 L/ [
end1 d4 [+ d) Y; Y% a( p+ k" O
%初始化gbest
" R" M5 n  j6 a1 N[temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));  %以低M+V列为升序把数组chromosome排序
, e& R8 W% @( Tgbest=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
+ A, ~# L3 s1 `* P1 t/ O( ]2 Ffor i = 1 : gen. A2 _; w7 n* x6 k* u  j7 n: @
    x_temp=chromosome(:,1:7);
( e( ]/ v# o. _* a* K; P2 @4 S0 i6 M    v_temp=chromosome(:,9:15);$ f" Y5 \$ |0 P" x& l6 A+ x
    pbest_temp=(:,1:7);- C4 p6 h& w% O, y) p
    for j=1:pop1 [) ]6 Y8 ]% s: O( |) K9 d$ H
        gbest_temp(j,:)=(1:7);
: \# J" S2 ^( g    end
+ K. O3 P: S# `& h% w" P  x8 U
- }6 _! G  @1 @0 `' w- U( |) ]( x, {4 ^8 T
/ n6 M- @, X. i4 @2 E
new=W(i)*v_temp+c1*rand*(pbest_temp-x_temp)+c2*rand*(gbest_temp-x_temp);" K0 J5 O% {) x: }  a
    x_new=x_temp+v_new;5 G! v: e3 t- Q" e9 ]  H' i' E
    x_new=check_band(x_new);
" h6 @2 J+ K# b! p; a* @6 S       for j=1:pop
" Z' `2 s( w9 l5 n, P5 \' v# L         f_object(j,:)=evaluate_objective(x_new(j,:)); %f_object为一个pop*1的矩阵
1 W0 Y' C/ t! c4 `    end
/ t& ~3 }- ]+ d( q9 P       x_new(:,8)=f_object;
: S1 g' u! E7 F: D6 K       chromosome = x_new;6 J$ V  j9 C; ]" Z3 @
       chromosome(1:pop,9:15)=v_new;  % I) Y9 s" t6 ]% D8 l+ F7 K  k
       chromosome(pop+1:2*pop,1:7)=pbest;
( D6 Y) B( s7 ?7 N         for j=1:pop
; ?' z% {$ g) m5 C; {% Q         if chromosome(j,8)<chromosome(j+pop,8): C  u/ P1 B' M- ]0 W
             pbest(j,:)=chromosome(j,1:8);
0 K4 O% U1 ]" A+ d         end
0 u( ?. f# Z- |) q8 \: a     end; ^$ w9 v7 U- f8 }' ?- p% Q
     chromosome=chromosome(1:pop,:);2 I+ K" t4 [9 X# Z
     chromosome(pop+1,1:7)=gbest(1:8);
' M8 r: D+ Y  {4 I! o8 q5 z       [temp,index] = sort(chromosome(:,M+V));, {( W3 f# T. K) D8 G! {
     gbest=chromosome(index(1),:);
8 C5 F  h: b/ p6 r! |" c' ~     chromosome=chromosome(1:pop,:);
' Y# W7 F1 R0 X& f/ D3 C: y     solution(i)=gbest(8);
" b1 R; |/ O0 W# B' |     generation(i)=i;
" U6 v, J! a- V1 U8 E     if ~mod(i,10). @* {2 f" N- D$ e: }3 B
         fprintf('%d\n',i);
, _5 D3 i& ]4 _     end
1 {) Q, Y- z; b$ `end& M5 s2 \( B$ M& |0 M+ O+ E; e
         figure(1)
/ I2 H% e# |' a5 s% Z         ABC_object(chromosome(1,1:7));2 G" y& M! z2 V* b
         figure (2)* h' m& d: p+ r; E7 a
         plot(generation, solution );* w& ~/ s+ [; Z9 Z$ ]- p$ r
         title('QR op using   pso');
/ f: \6 j( s0 k0 d9 u5 h- P         xlabel('generation');
+ O! ~: S! S7 |8 h: C         ylabel('solution');
% o& E6 H' y; w% v4 A  o3 N$ {. H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!
  X  c1 j( j& u

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2#
发表于 2020-9-16 14:38 | 只看该作者
帮你顶一下

该用户从未签到

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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