% 定义一个粒子群优化(PSO)算法函数
% 输入参数包括问题实例、粒子群大小、最大迭代次数
% 输出最优位置与最优适应度
function [bestPosition, bestFitness] = PSO(problem, swarmSize, maxIterations, inertiaWeight_out, cognitiveWeight_out, socialWeight_out)
global inertiaWeight cognitiveWeight socialWeight;
inertiaWeight = inertiaWeight_out;
cognitiveWeight = cognitiveWeight_out;
socialWeight = socialWeight_out;
% 初始化粒子群
swarm = initializeSwarm(problem, swarmSize);
% 初始化最佳位置和最佳适应度
[bestFitness, site] = min(swarm(1).fitness);
bestPosition = swarm(site).position;
% 主循环
for iteration = 1:maxIterations
% 更新粒子的位置和速度
swarm = updateParticles(swarm, bestPosition,problem);
% 评估每个粒子的适应度
swarm = evaluateFitness(swarm, problem);
% 更新最佳位置和适应度
for i = 1:swarmSize
if swarm(i).fitness < bestFitness
bestPosition = swarm(i).position;
bestFitness = swarm(i).fitness;
end
end
end
end
% 初始化粒子群
function swarm = initializeSwarm(problem, swarmSize)
swarm(swarmSize) = struct('position', [], 'velocity', [], 'fitness', [], 'bestPosition', [], 'bestFitness', []);
for i = 1:swarmSize
% 随机生成粒子的初始位置
swarm(i).position = rand(1, problem.dimension) .* (problem.upperBound - problem.lowerBound) + problem.lowerBound;
swarm(i).bestPosition = swarm(i).position;
% 初始化粒子的速度为零向量
swarm(i).velocity = zeros(1, problem.dimension);
% 计算粒子的初始适应度
swarm(i).fitness = problem.fitnessFunction(swarm(i).position);
swarm(i).bestFitness = swarm(i).fitness;
end
end
% 更新粒子的位置和速度,并考虑边界影响
function swarm = updateParticles(swarm, bestPosition, problem)
global inertiaWeight % 惯性权重
global cognitiveWeight % 认知权重
global socialWeight % 社会权重
for i = 1:length(swarm)
% 更新粒子的速度
swarm(i).velocity = inertiaWeight * swarm(i).velocity ...
+ cognitiveWeight * rand(1) * (swarm(i).bestPosition - swarm(i).position) ...
+ socialWeight * rand(1) * (bestPosition - swarm(i).position);
% 更新粒子的位置
swarm(i).position = swarm(i).position + swarm(i).velocity;
% 考虑边界影响
% 限制粒子的位置在问题定义的边界内
swarm(i).position = max(swarm(i).position, problem.lowerBound);
swarm(i).position = min(swarm(i).position, problem.upperBound);
end
end
% 评估每个粒子的适应度
function swarm = evaluateFitness(swarm, problem)
for i = 1:length(swarm)
% 计算粒子的适应度
swarm(i).fitness = problem.fitnessFunction(swarm(i).position);
[swarm(i).position, swarm(i).fitness] = gradient_descent(problem.fitnessFunction, swarm(i).position, 1e-3, 1e-6, 200, problem.upperBound, problem.lowerBound);
% 更新粒子的最佳位置和适应度
if swarm(i).fitness < swarm(i).bestFitness
swarm(i).bestPosition = swarm(i).position;
swarm(i).bestFitness = swarm(i).fitness;
end
end
end
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利用梯度下降算法对PSO进行优化.zip
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2024-03-25
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利用梯度下降算法对PSO进行优化
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test_GD.m 300B
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test_PSO_GD.m 727B
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