MATLAB遗传算法

Posted 2023-03-31

用matlab编写程序 遗传算法中 种群规模20，迭代次数k=100，交叉概率0.8，变异概率0.5.各位高手，只要用遗传算法能得到最后的结果就行！

function ret=Code(lenchrom,bound)
%本函数将变量编码成染色体，用于随机初始化一个种群
% lenchrom input : 染色体长度
% bound input : 变量的取值范围
% ret output: 染色体的编码值

flag=0;
while flag==0
pick=rand(1,length(lenchrom));
ret=bound(:,1)'+(bound(:,2)-bound(:,1))'.*pick; %线性插值
flag=test(lenchrom,bound,ret); %检验染色体的可行性
end
function ret=Cross(pcross,lenchrom,chrom,sizepop,bound)
%本函数完成交叉操作
% pcorss input : 交叉概率
% lenchrom input : 染色体的长度
% chrom input : 染色体群
% sizepop input : 种群规模
% ret output : 交叉后的染色体

for i=1:sizepop

% 随机选择两个染色体进行交叉
pick=rand(1,2);
while prod(pick)==0
pick=rand(1,2);
end
index=ceil(pick.*sizepop);
% 交叉概率决定是否进行交叉
pick=rand;
while pick==0
pick=rand;
end
if pick>pcross
continue;
end
flag=0;
while flag==0
% 随机选择交叉位置
pick=rand;
while pick==0
pick=rand;
end
pos=ceil(pick.*sum(lenchrom)); %随机选择进行交叉的位置，即选择第几个变量进行交叉，注意：两个染色体交叉的位置相同
pick=rand; %交叉开始
v1=chrom(index(1),pos);
v2=chrom(index(2),pos);
chrom(index(1),pos)=pick*v2+(1-pick)*v1;
chrom(index(2),pos)=pick*v1+(1-pick)*v2; %交叉结束
flag1=test(lenchrom,bound,chrom(index(1),:)); %检验染色体1的可行性
flag2=test(lenchrom,bound,chrom(index(2),:)); %检验染色体2的可行性
if flag1*flag2==0
flag=0;
else flag=1;
end %如果两个染色体不是都可行，则重新交叉
end
end
ret=chrom;

clc
clear all
% warning off

%% 遗传算法参数
maxgen=50; %进化代数
sizepop=100; %种群规模
pcross=[0.6]; %交叉概率
pmutation=[0.1]; %变异概率
lenchrom=[1 1]; %变量字串长度
bound=[-5 5;-5 5]; %变量范围

%% 个体初始化
individuals=struct('fitness',zeros(1,sizepop), 'chrom',[]); %种群结构体
avgfitness=[]; %种群平均适应度
bestfitness=[]; %种群最佳适应度
bestchrom=[]; %适应度最好染色体
% 初始化种群
for i=1:sizepop
individuals.chrom(i,:)=Code(lenchrom,bound); %随机产生个体
x=individuals.chrom(i,:);
individuals.fitness(i)= (x(1)*exp(-(x(1)^2 + x(2)^2)));
%-20*exp(-0.2*sqrt((x(1)^2+x(2)^2)/2))-exp((cos(2*pi*x(1))+cos(2*pi*x(2)))/2)+20+2.71289
% 这个是我的测试函数
% 如果有这个函数的话，可以得到最优值

end
%找最好的染色体
[bestfitness bestindex]=min(individuals.fitness);
bestchrom=individuals.chrom(bestindex,:); %最好的染色体
avgfitness=sum(individuals.fitness)/sizepop; %染色体的平均适应度
% 记录每一代进化中最好的适应度和平均适应度
trace=[];

%% 进化开始
for i=1:maxgen

% 选择操作
individuals=Select(individuals,sizepop);
avgfitness=sum(individuals.fitness)/sizepop;
% 交叉操作
individuals.chrom=Cross(pcross,lenchrom,individuals.chrom,sizepop,bound);
% 变异操作
individuals.chrom=Mutation(pmutation,lenchrom,individuals.chrom,sizepop,[i maxgen],bound);

% 计算适应度
for j=1:sizepop
x=individuals.chrom(j,:);
individuals.fitness(j)=(x(1)*exp(-(x(1)^2 + x(2)^2)));
%-20*exp(-0.2*sqrt((x(1)^2+x(2)^2)/2))-exp((cos(2*pi*x(1))+cos(2*pi*x(2)))/2)+20+2.71289
% -20*exp(-0.2*sqrt((x(1)^2+x(2)^2)/2))-exp((cos(2*pi*x(1))+cos(2*pi*x(2)))/2)+20+2.71289;

end

%找到最小和最大适应度的染色体及它们在种群中的位置
[newbestfitness,newbestindex]=min(individuals.fitness);
[worestfitness,worestindex]=max(individuals.fitness);
% 代替上一次进化中最好的染色体
if bestfitness>newbestfitness
bestfitness=newbestfitness;
bestchrom=individuals.chrom(newbestindex,:);
end
individuals.chrom(worestindex,:)=bestchrom;
individuals.fitness(worestindex)=bestfitness;

avgfitness=sum(individuals.fitness)/sizepop;

trace=[trace;avgfitness bestfitness]; %记录每一代进化中最好的适应度和平均适应度
end
%进化结束

%% 结果显示
[r c]=size(trace);
figure
plot([1:r]',trace(:,1),'r-',[1:r]',trace(:,2),'b--');
title(['函数值曲线 ' '终止代数＝' num2str(maxgen)],'fontsize',12);
xlabel('进化代数','fontsize',12);ylabel('函数值','fontsize',12);
legend('各代平均值','各代最佳值','fontsize',12);
ylim([-0.5 5])
disp('函数值 变量');
% 窗口显示
disp([bestfitness x]); 参考技术A f=inline('-(x+10*sin(5*x)+7*cos(4*x))');
[x,val]=ga(f,1,[],[],[],[],0,9);
x,val=-val%注：由于遗传法的不确定性，每次得到的解可能不同。
————————————————————————————————
ga是matlab自带的遗传工具箱中的遗传算法函数，其中已经用到了选择、交叉、变异，你如果想知道其具体是怎么实现的，可以自己打开ga的源程序去看。 参考技术B fit = @(x) x(1)^2 + x(2)^2 - 16*x(1)- 5*x(1)*x(2);
options = gaoptimset('Generations',100,'PopulationSize',20,...
'CrossoverFraction', 0.8, 'ParetoFraction', 0.5);
[x fval] = ga(fit,2,[1 1],20,[],[],[0;0],[20;10],[],options);
x
fval = -fval本回答被提问者和网友采纳 参考技术C 百度HI交流吧 我有程序

如何调用MATLAB遗传算法工具箱

如何调用MATLAB遗传算法工具箱

1、打开MATLAB软件。

2、设置一个m文件，用于计算个体的适应度函数输出值一个适应度，输入是要优化的参数。

3、输入“gatool”指令打开工具箱。

4、如图所示，打开的ga工具箱界面。

5、输入适应度函数，和要优化的惨个数，和一些其它设置，要根据任务决定。

参考技术A 直接在命令窗口里边输入gatool就行了，用遗传算法还可以使用ga函数，具体使用格式可以在help系统里看ga，你还可以按照如下步骤打开遗传算法工具箱：1，打开MATLAB，2点击左下方的START按钮 3，点toolboxes，打开后选择Genetic Algorithm and Direct Search 然后就可以进入gatool了，然后就会弹出ga工具箱（注：我的版本是7.7的，不同版本可能不同），希望对你有用哈！本回答被提问者采纳 参考技术B 把GA工具箱放在MATLAB目录下的toolbox文件夹里面，之后打开matlab，点击工具栏 file-set path-add folder，把GA工具箱所在的文件夹添加进去。
这样就OK了，你在workspace里面就可以用工具箱中的函数了 参考技术C 需要把工具箱安装到matlab工具箱内，就可以调用了， 参考技术D 在命令窗口输入optimtool('ga')就可以了