布谷鸟搜索算法的改进及其在优化问题中的应用(Matlab代码实现)

简介: 布谷鸟搜索算法的改进及其在优化问题中的应用(Matlab代码实现)

🍁🥬🕒摘要🕒🥬🍁

人类社会生活多个领域中的问题可以描述为优化问题(optimizationproblem),而求解优化问题一直是学术研究领域的热点。随着计算智能的飞速发展,越来越多的群智能算法如粒子群算法、萤火虫算法、蚁群算法、蜂群算法等在复杂优化问题中得到应用,目前应用的结果充分显现了群智能算法解决复杂优化问题的明显优势及巨大潜力。 布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search,CS)是在2009年由学者Xin-she Yang等模仿布谷鸟寻窝产卵的行为提出的。由于其模型简单、参数少、易于实现等优点已经被成功应用到工程优化、设计优化等领域的优化问题中。但该算法在算法性能及应用领域等方面有进一步提升的空间,如求解精度、收敛速度的提高,局部寻优能力的提升,应用领域的拓展等。针对以上各方面,本论文从提升CS算法的性能出发,拓展了算法的应用领域。


✨🔎⚡运行结果⚡🔎✨

第一次运行结果:

第二次:

第三次:

💂♨️👨‍🎓Matlab代码👨‍🎓♨️💂

clear all
    %% Initialization
Max_Num_Of_Population = 6000 ;
Initial_Num_Of_Population = 100 ;
Dynamic_Num_Of_Population = Initial_Num_Of_Population ;
Num_Of_Genes = 3 ;
Num_Of_Iteration = 200 ;
Lower_Band_Of_Genes = -5 ;
Upper_Band_Of_Genes =  5 ;
Lower_Num_Of_Egg = 1 ;
Upper_Num_Of_Egg =  5 ;
Alpha = 5;
Initial_Num_Of_Cluster = 40 ;
Dynamic_Num_Of_Cluster = Initial_Num_Of_Cluster;
Max = -10000000000;
Remove_Percent = 0;
Centroids = zeros ( 1 , Initial_Num_Of_Cluster ) ;
Generation_Of_Chromosome = (Upper_Band_Of_Genes - Lower_Band_Of_Genes)*rand ( Max_Num_Of_Population , Num_Of_Genes ) + Lower_Band_Of_Genes;
Generation_Of_Chromosome_Fitness = zeros ( 1 , Max_Num_Of_Population );
Number_Of_Egg = zeros ( 1 , Max_Num_Of_Population );
Range_Of_Egg = zeros ( Max_Num_Of_Population , Num_Of_Genes );
History_Of_Fitness_Improvement = zeros ( 1 , Num_Of_Iteration);
cnt = 10;
miangin = 0;
%%
for i = 1 : Num_Of_Iteration
    % Egg_Assignment_And_Placement
[ Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population ] = Egg_Assignment_And_Placement ( Alpha , Lower_Num_Of_Egg , Upper_Num_Of_Egg , Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population , Max_Num_Of_Population , Num_Of_Genes , Lower_Band_Of_Genes , Upper_Band_Of_Genes );
    % Fitness evaluation
[ Generation_Of_Chromosome_Fitness ] = Fitness_Evaluation( Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population , Generation_Of_Chromosome_Fitness );
    % remove 10 percent
[ Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population ] = Remove_Ten_Percent( Remove_Percent , Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population , Generation_Of_Chromosome_Fitness );
    % Clustering_Best_Finder
[ Max , Centroids , Dynamic_Num_Of_Cluster , Overall_Fitness , Membership_Function ] = Clustering_Best_Finder( Max , Generation_Of_Chromosome_Fitness , Generation_Of_Chromosome , Dynamic_Num_Of_Population , Dynamic_Num_Of_Cluster );
History_Of_Fitness_Improvement ( 1 , i ) = Max;
    % Moving_Toward_Best
[Generation_Of_Chromosome] = Moving_Toward_Best ( Centroids , Dynamic_Num_Of_Cluster , Overall_Fitness , Membership_Function , Generation_Of_Chromosome  , Num_Of_Genes );
    % Dynamic_Num_Of_Cluster  Update
 Dynamic_Num_Of_Cluster = 1 + round(Dynamic_Num_Of_Cluster * ( 1 - (i/Num_Of_Iteration) ));
end
plot ( 1:Num_Of_Iteration , History_Of_Fitness_Improvement);
miangin = miangin + History_Of_Fitness_Improvement ( Num_Of_Iteration );
cnt = cnt -1;


📜📢🌈参考文献🌈📢📜

[1]苏芙华,刘云连,伍铁斌.求解无约束优化问题的改进布谷鸟搜索算法[J].计算机工程,2014,40(05):224-227+233.

相关文章
|
5天前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 算法
深度解析深度学习中的优化算法:从梯度下降到自适应方法
【4月更文挑战第28天】 在深度学习模型训练的复杂数学迷宫中,优化算法是寻找最优权重配置的关键导航者。本文将深入探讨几种主流的优化策略,揭示它们如何引导模型收敛至损失函数的最小值。我们将比较经典的批量梯度下降(BGD)、随机梯度下降(SGD)以及动量概念的引入,进一步探索AdaGrad、RMSProp和Adam等自适应学习率方法的原理与实际应用。通过剖析这些算法的理论基础和性能表现,我们旨在为读者提供一个关于选择合适优化器的参考视角。
|
7天前
|
算法 索引
数据结构与算法-并查集多种实现以及优化步骤
数据结构与算法-并查集多种实现以及优化步骤
7 0
|
9天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
揭秘深度学习中的优化算法
【4月更文挑战第24天】 在深度学习的广阔天地中,优化算法扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨几种主流的优化算法,包括梯度下降法、随机梯度下降法、Adam等,并分析它们的特点和适用场景。我们将通过理论分析和实例演示,揭示这些优化算法如何帮助模型更高效地学习参数,从而提高模型的性能。
|
9天前
|
人工智能 达摩院 算法
什么是优化技术?给算法小白同学的快速讲解和上手文
本文作者用一个曾经小白学习的视角,来讲解什么是优化问题,以及要如何用这个优化技术。
|
15天前
|
算法
PID算法原理分析及优化
这篇文章介绍了PID控制方法,这是一种广泛应用的控制算法,具有结构简单、鲁棒性强等特点。PID通过比例、积分和微分三个部分调整控制量,以减少系统输出与目标值的偏差。文章详细阐述了PID的基本原理,包括比例、积分和微分调节的作用,并提到积分饱和和微分项振荡的问题以及对应的优化策略,如积分分离、变速积分和微分先行等。此外,还提到了数字PID的实现形式,如位置式、增量式和步进式,以及串级PID在电机控制等领域的应用。
24 10
|
17天前
|
算法
R语言使用随机技术差分进化算法优化的Nelson-Siegel-Svensson模型
R语言使用随机技术差分进化算法优化的Nelson-Siegel-Svensson模型
23 0
|
24天前
|
算法 数据处理 C语言
【数据结构与算法】快速排序(详解:快排的Hoare原版,挖坑法和双指针法|避免快排最坏时间复杂度的两种解决方案|小区间优化|非递归的快排)
【数据结构与算法】快速排序(详解:快排的Hoare原版,挖坑法和双指针法|避免快排最坏时间复杂度的两种解决方案|小区间优化|非递归的快排)
|
12天前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
基于DCT和扩频的音频水印嵌入提取算法matlab仿真
本文介绍了结合DCT和扩频技术的音频水印算法,用于在不降低音质的情况下嵌入版权信息。在matlab2022a中实现,算法利用DCT进行频域处理,通过扩频增强水印的隐蔽性和抗攻击性。核心程序展示了水印的嵌入与提取过程,包括DCT变换、水印扩频及反变换步骤。该方法有效且专业,未来研究将侧重于提高实用性和安全性。
|
2天前
|
算法 数据安全/隐私保护 计算机视觉
基于DCT变换的彩色图像双重水印嵌入和提取算法matlab仿真
**算法摘要:** - 图形展示:展示灰度与彩色图像水印应用,主辅水印嵌入。 - 软件环境:MATLAB 2022a。 - 算法原理:双重水印,转换至YCbCr/YIQ,仅影响亮度;图像分割为M×N块,DCT变换后嵌入水印。 - 流程概览:两步水印嵌入,每步对应不同图示表示。 - 核心代码未提供。
|
3天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
Matlab决策树、模糊C-均值聚类算法分析高校教师职称学历评分可视化
Matlab决策树、模糊C-均值聚类算法分析高校教师职称学历评分可视化
10 0