遗传算法求系统组合

Posted 2020-08-17 libuyi

%% 【Input】：
% ryk2—日盈亏矩阵，xt_num—组合系统数，P—PRM左区间，M—MD左区间
% P_index—PRM区间类型，1：[5,6) 2：(5,6]
% M_index—MD区间类型，1：[3,4) 2：(3,4]
% PM_index—PRM、MD逼近方向，1表示在满足PRM的情况下逼近MD的闭区间端,2表示在满足MD的情况下逼近PRM的闭区间端
%% 【Output】：
% SYD—种群适应度，MD或PRM
% ZQ_org—优化种群，即组合的系统编号
% QQ—适应度是否满足区间要求
function [SYD,ZQ_org]=SS_GA_gaijin4(ryk,xt_num,M,PM_index)
xt_num_all=size(ryk,2);%序列总长度【改】

%% step1:GA Process
%====================【初始种群】=================
num_org=50;%【改】
ZQ_org=zeros(num_org,xt_num);
for mRows=1:num_org
temp1=randperm(xt_num_all);
ZQ_org(mRows,:)=temp1(1:xt_num);
end
%====================【遗传进化】=================
daishu=10;%【改】
for mRows=1:daishu
% disp([‘【种群进化代数】：‘,num2str(mRows)]);
%****************【交叉】****************
ZQ_cross=[];
cross_m=nchoosek(1:size(ZQ_org,1),2);
for K=1:size(cross_m,1)
temp1=ZQ_org(cross_m(K,1),:);
temp2=ZQ_org(cross_m(K,2),:);
[temp3,temp4]=fun_cross(temp1,temp2,xt_num_all);
ZQ_cross=[ZQ_cross;temp3;temp4];
end
ZQ_cross=sort(ZQ_cross,2);
ZQ_cross=unique(ZQ_cross,‘rows‘);
%****************【变异】****************
ZQ_variation=[];
num_variation=10;%变异倍数【改】
for K=1:size(ZQ_org,1)
A_temp1=ZQ_org(K,:);
B_temp1=setdiff([1:xt_num_all],A_temp1);
for KK=1:num_variation
a_temp2=randperm(length(A_temp1));
b_temp2=randperm(length(B_temp1));
a_temp3=union(B_temp1(b_temp2(1)),setdiff(A_temp1,A_temp1(a_temp2(1))));
ZQ_variation=[ZQ_variation;a_temp3];
end
end
ZQ_variation=sort(ZQ_variation,2);
ZQ_variation=unique(ZQ_variation,‘rows‘);
%****************【新物种生成】**********
num_org1=10*num_org;%【改】
ZQ_new=zeros(num_org1,xt_num);
for K=1:num_org1
temp1=randperm(xt_num_all);
ZQ_new(K,:)=temp1(1:xt_num);
end
%****************【进化淘汰】************
ZQ_inherit=[ZQ_cross;ZQ_variation;ZQ_new;ZQ_org];
ZQ_inherit=sort(ZQ_inherit,2);
ZQ_inherit=unique(ZQ_inherit,‘rows‘);
SYD_inherit=zeros(size(ZQ_inherit,1),1);
for flag_k=1:size(ZQ_inherit,1)
m_temp1=ZQ_inherit(flag_k,:);
SYD_inherit(flag_k,1)=fun_syd(m_temp1,ryk,M,PM_index);%【改】
end
[m_temp3,m_temp2]=sort(SYD_inherit,‘descend‘);%【改】
ZQ_org=ZQ_inherit(m_temp2(1:num_org),:);
% disp([‘【进化序列】：‘,num2str(ZQ_org(1,:))]);
disp([‘【种群进化代数】：‘,num2str(mRows),‘—【进化序列】：‘,num2str(ZQ_org(1,:)),‘—‘,num2str(m_temp3(1,:))]);
end

%% step3:具体问题输出
for flag_k=1:size(ZQ_org,1)
m_temp1=ZQ_org(flag_k,:);
SYD(flag_k,1)=fun_syd(m_temp1,ryk,M,PM_index);
end

%% 运行完毕对话框
% tt=toc;
% msgbox([‘【运行时间】：‘,num2str(tt),‘秒‘],‘温馨提示!‘);
% disp([‘【运行时间】：‘,num2str(tt),‘秒！‘]);

%% ******************************************************************************************************
%% 【子函数】交叉算子
function [new_XL1,new_XL2]=fun_cross(A1,B1,C)
c_temp1=[1:C];
new_XL1=A1;
new_XL2=B1;
A2=setdiff(c_temp1,A1);
B2=setdiff(c_temp1,B1);
c_temp2=intersect(A1,B2);
c_temp3=intersect(B1,A2);
if ~isempty(c_temp2)
if ~isempty(c_temp3)
c_temp4=randperm(length(c_temp2));
X_temp=c_temp2(c_temp4(1));
c_temp5=randperm(length(c_temp3));
Y_temp=c_temp3(c_temp5(1));
new_XL1=union(Y_temp,setdiff(A1,X_temp));
new_XL2=union(X_temp,setdiff(B1,Y_temp));
end
end
end

%% 【子函数】适应度函数
function sydm = fun_syd( XL,ryk,M,PM_index )
h_temp1=ryk(:,XL);
h_temp2=sum(h_temp1,2);
[ljyk,qqgd,huitiao,huitiao_didian,huitiao_didian_time,buyinliqi,lianxuyinli,lianxukuisuan] = fun_MD(h_temp2,200000*length(XL));
PP=sum(h_temp2);
MM=abs(min(huitiao))*100;%【改】考虑2种方式：当前MD或这一段时间最小MD
if PM_index==1 %表示在满足MD区间[M,M+1]的情况下PRM尽量大
if (MM<M)|(MM>M+1)
sydm=-inf;
else
sydm=PP;
end
elseif PM_index==2 %表示在满足MD区间[M,M+1]的情况下PRM尽量小
if (MM<M)|(MM>M+1)
sydm=-inf;
else
sydm=-PP;
end
else
msgbox(‘PM_index设置错误，取值范围：1或2‘);
return;
end
end
end