【优化算法】Tent映射的混合灰狼优化算法【含Matlab源码 1570期】

一、Tent映射的混合灰狼优化算法简介

1Tent 混沌映射
GWO算法在解决函数优化问题中,通常利用随机产生的数据作为初始种群信息,这将难以保留种群的多样性,会造成算法的寻优结果较差. 然而,混沌运动具有随机性、规律性、以及遍历性的特征,在求解函数优化问题时这些特性能够使算法容易逃离局部最优解,从而可以维持种群的多样性,同时提高全局搜索能力. 现有的混沌映射有Tent 映 射、 Logistic 映射等. 但是,不同的混沌映射对于提高函数优化能力不同. 目前文献中大多数采用 Logistic 映射,但是该映射在[0, 0.1]和[0.9, 1]两个区域内有较高的取值率. 因而,Logistic 映射遍历不均匀性会导致算法的收敛速度较慢,从而导致算法的效率降低. 单梁[15]等证明Tent 映射比 Logistic 映射的遍历均匀性更好以及能够提高算法的寻优速度,与此同时能够在[0, 1]之间产生分布较均匀的初始值. 因此,本文将利用 Tent 映射初始化种群. Tent 映射表达式:
【优化算法】Tent映射的混合灰狼优化算法【含Matlab源码 1570期】
当 u = 1 / 2 时,Tent 映射具有最典型的形式,此时所得的序列具有均匀的分布,对不同的参数有近似一致的分布密度. 因而,本文引用的 Tent 混沌映射的公式为
【优化算法】Tent映射的混合灰狼优化算法【含Matlab源码 1570期】
即 xt+1 = (2xt)mod1 Tent 混沌映射产生序列值的具体步骤如下所示:Step1: 随机产生初始值 x0(在[0,1] 之间且避免 x0 落在 (0.2,0.4,0.6,0.8)), 记 入 标 记 组, 即 y(1) =x0 ,i = 1,j = 1; Step2: 按式(14) 迭代产生一个x 序列,i = i + 1;
Step3:If 达到最大迭代次数,则转向 Step4;Else if xi = {0,0.25,0.5,0.75} 或者 xi = xi - k,k = {0,1,2, 3,4},则按式 x(i) = y(j + 1) = y(j) + c 改变迭代初值,c是随机数,j=j + 1; Else 返回 Step2; Step4:运行停止,保留x序列.

二、部分源代码

% PSO
% GWO
% IGWO
% PSO_GWO
%% 清空环境变量
clear
clc

%% 基本参数
N = 30;                    % 种群规模
maxgen = 500;         % 最大迭代次数

%% 获取函数名
Function_name = 'F4';   % 从F1到F23的测试函数的名称(本文中的表1、2、3)
[lb, ub, dim, fobj] = Get_Functions_details(Function_name);

%% 初始化种群位置
X = initialization(N, dim, ub, lb);
for i = 1:N
    fitness(i) = fobj(X(i, :));
end
cnt_max = 30;

curve_pso = zeros(1, maxgen);
curve_gwo = zeros(1, maxgen);
curve_igwo = zeros(1, maxgen);
curve_pso_gwo = zeros(1, maxgen);
for cnt = 1:cnt_max
    %% 传入函数变量
    [bestvalue_PSO, gbest_PSO, Curve_PSO] = PSO(N, maxgen, X, fitness, lb, ub, dim, fobj);
    [bestvalue_GWO, gbest_GWO, Curve_GWO] = GWO(N, maxgen, X, fitness, lb, ub, dim, fobj);
    [bestvalue_IGWO, gbest_IGWO, Curve_IGWO] = IGWO(N, maxgen, X, fitness, lb, ub, dim, fobj);
    [bestvalue_PSO_GWO, gbest_PSO_GWO, Curve_PSO_GWO] = PSO_GWO(N, maxgen, X, fitness, lb, ub, dim, fobj);
    %% 
    curve_pso = curve_pso + Curve_PSO;
    curve_gwo = curve_gwo + Curve_GWO;
    curve_igwo = curve_igwo + Curve_IGWO;
    curve_pso_gwo = curve_pso_gwo + Curve_PSO_GWO;
end
%% 绘图比较
figure;
t = 1:maxgen;
semilogy(t, curve_pso/cnt_max, 'bo-', t, curve_gwo/cnt_max, 'k*-', t, curve_igwo/cnt_max, 'mx-',...
    t, curve_pso_gwo/cnt_max, 'rd-', 'linewidth', 2, 'linewidth', 1.5, 'MarkerSize',7, 'MarkerIndices', 1:50:maxgen);
legend('PSO', 'GWO', 'IGWO', 'PSO\_GWO');
title('F3');
xlabel '迭代次数';
ylabel '目标函数值';

三、运行结果

四、matlab版本及参考文献

1 matlab版本
2014a

2 参考文献
[1] 包子阳,余继周,杨杉.智能优化算法及其MATLAB实例(第2版)[M].电子工业出版社,2016.
[2]张岩,吴水根.MATLAB优化算法源代码[M].清华大学出版社,2017.

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