【智能优化算法-粒子群算法】基于量子粒子群算法求解单目标优化问题附matlab代码

简介: 【智能优化算法-粒子群算法】基于量子粒子群算法求解单目标优化问题附matlab代码

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1 内容介绍

量子粒子群优化(QPSO)算法是在经典的粒子群优化(PSO)算法的基础上所提出的一种具有量子行为的粒子群优化算法,具有高效的全局搜索能力。通过求解J.D.Schaffer提出的多峰函数优化问题的实验分析表明,方法具有良好的收敛性和稳定性。

2 部分代码

%% 实验系列

% 量子行为粒子群算法对Sphere函数寻优优化

clear all;

format long;

tic

%% 量子行为的粒子群算法

%% 基本参数

MaxEpochs=1500; %最大迭代次数

D=30; %粒子维数

M=30;%npso-(D/10); %基本种群规模

npso=M+ceil(D/10); %粒子种群规模

aCE0=0.8; %起始CE参数

aCE1=0.5; %终止CE参数

%% 初始化

% 初始化粒子

PL=100;

X_uplimit=PL.*ones(1,D);

X_lowlimit=-1*PL.*ones(1,D);

for i=1:npso

   X(i,:)=PL.*rands(1,D);

end

% load X0_Sphere.mat

% 初始适应值

for i=1:npso

   X(i,D+1)=Sphere(X(i,:));

end

% 初始个体最优和全局最优

X_pbest=X; % 初始个体最优为粒子本身

kg=1;

for k=1:npso

   if X_pbest(k,D+1)<=X_pbest(kg,D+1)

       kg=k;

   end

end

X_gbest=X_pbest(kg,:);

%% 进入迭代

for ep=1:MaxEpochs

% 计算平均最优位置

   C=mean(X_pbest(:,1:D));

   for j=1:npso

       % 计算非最优粒子的势阱中心

       r=rand(1,D);

       ZX(j,:)=r.*X_pbest(j,1:D)+(1-r).*X_gbest(1,1:D);  

   end

% 更新粒子的位置

   aCE=(aCE1-aCE0)*(ep-1)/(MaxEpochs-1)+aCE0;

   for j=1:npso

       if rand<=0.5

           X_GX1(j,:)=ZX(j,:)+aCE.*abs(C-X(j,1:D)).*log(1./rand(1,D));

       else

           X_GX1(j,:)=ZX(j,:)-aCE.*abs(C-X(j,1:D)).*log(1./rand(1,D));

       end

       for p=1:D

           if X_GX1(j,p)<X_lowlimit(1,p) || X_GX1(j,p)>X_uplimit(1,p)

               X_GX1(j,p)=PL*rands(1,1);

           end

       end

   end

   % 计算适应值

   X=X_GX1;

   for k=1:npso

       X(k,D+1)=Sphere(X(k,1:D));

   end  

   % 更新全局最优和局部最优

   for k=1:npso

       if X(k,D+1)<=X_pbest(k,D+1)

           X_pbest(k,:)=X(k,:);

       end

   end

   np=1;

   for ij=1:npso

       if X_pbest(ij,D+1)<=X_pbest(np,D+1)

           np=ij;

       end

   end

   X_gbest=X_pbest(np,:);

   Y(1,ep)=X_gbest(1,D+1);

end

save Y_QPSO_Sphere.mat Y

figure()

plot(1:size(Y,2),Y)

hold on;

figure()

plot(1:size(Y,2),log(Y))

hold on;

3 运行结果

image.gif编辑

4 参考文献

[1]余健, 郭平. 基于MATLAB的量子粒子群优化算法及其应用[J]. 计算机与数字工程, 2007, 35(12):2.

博主简介:擅长智能优化算法神经网络预测信号处理元胞自动机图像处理路径规划无人机雷达通信无线传感器等多种领域的Matlab仿真,相关matlab代码问题可私信交流。

部分理论引用网络文献,若有侵权联系博主删除。


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