帶交叉因子的粒子群優化算法matlab源程序 
大明 發表于 2006-8-26 17:04:00 


      程序源代碼:其中PSOGA.m文件,也就是主程序如下

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%------名稱：帶交叉因子的改進PSO算法
%------功能：求解多維無約束優化問題
%------特點：收斂性強，還可以加入變異算子
%------作者：孫明杰 <dreamsun2001@126.com>
%------單位：中國礦業大學計算數學碩2005
%------日期：2006年8月26日
%-----------------------------------------------

%格式標準化
clear all;
clc;
format long;
%初始化各個因子
c1=1.4962;    %學習因子c1
c2=1.4962;    %學習因子c2
w=0.7298;     %慣性權重w
N=20;         %粒子群規模
D=6;          %搜索空間維數(本程序適合3維及以上，不能求解1,2維)
eps=10^(-6);  %滿足條件限制的誤差(在不知道最小值時候不用設置)
MaxDT=500;    %粒子群繁殖的代數

%初始化粒子的速度和位置，數據結構用矩陣A表示
for i=1:N
    for j=1:2*D
        A(i,j)=rand;
    end
end
for i=1:N
    for j=2*D+1:3*D
        A(i,j)=A(i,j-2*D);
    end
end
%計算各個粒子的適應度
for i=1:N
    A(i,3*D+1)=fitness(A(i,1:D),D);
end
%對粒子的適應度進行排序
B=sortrows(A,3*D+1);
%排序后適應度低的前面一半粒子直接進入下一代
NextGeneration=zeros(N,3*D+1);
for i=1:N/2
    for j=1:3*D+1
        NextGeneration(i,j)=B(i,j);
    end
end
%后一半粒子進行遺傳選擇和交叉操作
for i=1:N/2
    for j=1:3*D+1
        Cross(i,j)=B(i+N/2,j);
    end
end
%產生一個隨機的交叉位置
for i=1:N/4
    Anumber=randperm(D-1);
    if Anumber(1)~=1
        position=Anumber(1);
    else
        position=Anumber(2);
    end
    %交叉進行
    for j=position:D-1
        temp=Cross(i,j);
        Cross(i,j)=Cross(N/2-i+1,j);
        Cross(N/2-i+1,j)=temp;
    end
end
%交叉結束，進行更新
for i=1:N/2
    Cross(i,3*D+1)=fitness(Cross(i,1:D),D);
    if Cross(i,3*D+1)<B(i+N/2,3*D+1)
        for j=2*D+1:3*D
            Cross(i,j)=Cross(i,j-2*D);
        end
    else
        for j=2*D+1:3*D
            Cross(i,j)=B(i,j);
        end
    end
end
%下面選擇最好的粒子N/2個進入下一代
Pool=zeros(N,3*D+1);
for i=1:N/2
    for j=1:3*D+1
        Pool(i,j)=B(i+N/2,j);
    end
end
for i=1+N/2:N
    for j=1:3*D+1
        Pool(i,j)=Cross(i-N/2,j);
    end
end
%POOLX表示排序后的粒子選擇池
PoolX=sortrows(Pool,3*D+1);
for i=1+N/2:N
    for j=1:3*D+1
        NextGeneration(i,j)=PoolX(i-N/2,j);
    end
end
Pbest=NextGeneration(i,2*D+1:3*D);
for i=2:N
    if NextGeneration(i,3*D+1)<fitness(Pbest,D)
        Pbest=NextGeneration(i,2*D+1:3*D);
    end
end
%根據粒子群公式進行迭代(Stander PSO Step)
%速度更新
for i=1:N
    for j=D+1:2*D
        A(i,j)=w*NextGeneration(i,j)+c1*rand*(NextGeneration(i,j+D)-NextGeneration(i,j-D))+c2*rand*(Pbest(j-D)-NextGeneration(i,j-D));
    end
end
%位置更新
for i=1:N
    for j=1:D
        A(i,j)=NextGeneration(i,j)+A(i,j+D);
    end
    A(i,3*D+1)=fitness(A(i,1:D),D);
    if A(i,3*D+1)<NextGeneration(i,3*D+1)
        for j=2*D+1:3*D
            A(i,j)=A(i,j-2*D);
        end
    else
        for j=2*D+1:3*D
            A(i,j)=NextGeneration(i,j-2*D);
        end
    end
end
%下面進入主要循環，循環到最大次數得到最優解和最小值
%DDTime=1;
for time=1:MaxDT
    B=sortrows(A,3*D+1);
    NextGeneration=zeros(N,3*D+1);
    for i=1:N/2
        for j=1:3*D+1
            NextGeneration(i,j)=B(i,j);
        end
    end
    %遺傳選擇交叉
    for i=1:N/2
        for j=1:3*D+1
            Cross(i,j)=B(i+N/2,j);
        end
    end

    for i=1:N/4
        Anumber=randperm(D-1);
        if Anumber(1)~=1
            position=Anumber(1);
        else
            position=Anumber(2);
        end
        
        for j=position:D-1
            temp=Cross(i,j);
            Cross(i,j)=Cross(N/2-i+1,j);
            Cross(N/2-i+1,j)=temp;
        end
    end
    %交叉結束，進行更新
    for i=1:N/2
        Cross(i,3*D+1)=fitness(Cross(i,1:D),D);
        if Cross(i,3*D+1)<B(i+N/2,3*D+1)
            for j=2*D+1:3*D
                Cross(i,j)=Cross(i,j-2*D);
            end
        else
            for j=2*D+1:3*D
                Cross(i,j)=B(i,j);
            end
        end
    end
    %下面選擇最好的粒子N/2個進入下一代
    Pool=zeros(N,3*D+1);
    for i=1:N/2
        for j=1:3*D+1
            Pool(i,j)=B(i+N/2,j);
        end
    end
    for i=1+N/2:N
        for j=1:3*D+1
            Pool(i,j)=Cross(i-N/2,j);
        end
    end
    
    PoolX=sortrows(Pool,3*D+1);
    for i=1+N/2:N
        for j=1:3*D+1
            NextGeneration(i,j)=PoolX(i-N/2,j);
        end
    end
    Pbest=NextGeneration(i,2*D+1:3*D);
    for i=2:N
        if NextGeneration(i,3*D+1)<fitness(Pbest,D)
            Pbest=NextGeneration(i,2*D+1:3*D);
        end
    end
    %根據粒子群公式進行迭代
    for i=1:N
        for j=D+1:2*D
            A(i,j)=w*NextGeneration(i,j)+c1*rand*(NextGeneration(i,j+D)-NextGeneration(i,j-D))+c2*rand*(Pbest(j-D)-NextGeneration(i,j-D));
       end
    end
    
    for i=1:N
        for j=1:D
            A(i,j)=NextGeneration(i,j)+A(i,j+D);
        end
        A(i,3*D+1)=fitness(A(i,1:D),D);
        if A(i,3*D+1)<NextGeneration(i,3*D+1)
            for j=2*D+1:3*D
                A(i,j)=A(i,j-2*D);
            end
        else
            for j=2*D+1:3*D
                A(i,j)=NextGeneration(i,j-2*D);
            end
        end
    end
    Pg(time)=fitness(Pbest,D);
    %DDTime=DDTime+1;
    %if fitness(Pbest,D)<eps
        %break;
    %end
end
%算法結束，得到的結果顯示如下：
disp('****************************************************')
disp('最后得到的最優位置為：')
X=Pbest'
disp('得到的函數最小值為：')
Minimize=fitness(Pbest,D)
disp('****************************************************')
%繪制進化代數和適應度關系曲線圖
xx=linspace(1,MaxDT,MaxDT);
yy=Pg(xx);
plot(xx,yy,'b-')
hold on
grid on
title('帶交叉因子的粒子群優化算法進化代數與適應度值關系曲線圖')
legend('粒子適應度曲線走勢')
%------算法結束---DreamSun GL & HF-------------------------