【优化分配】基于粒子群算法和萤火虫算法求解二次分配优化问题附matlab代码

文章提出了一种结合粒子群优化算法和萤火虫算法的火力分配优化方法,通过MATLAB进行仿真实验,验证了该方法的有效性和科学性,适用于现代战争中的决策和理论研究。代码示例展示了算法的实现过程,包括初始化、迭代更新和结果评估等步骤。

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⛄ 内容介绍

针对当前火力分配(WTA)的难题,论文提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)和萤火虫算法火力分配优化方法.介绍了算法的具体实现步骤,并通过在计算机上进行MATLAB仿真实验,验证了此方法的可行性和科学性,是一种有益的尝试与探索,对现代战争中指挥决策和理论研究有一定的参考价值.

⛄ 部分代码

%

clc;

clear;

close all;

%% Problem Definition

model=CreateModel();

CostFunction=@(s) MyCost(s, model);        % Cost Function

nVar=model.m;       % Number of Decision Variables

VarSize=[1 nVar];   % Size of Decision Variables Matrix

VarMin=0;         % Lower Bound of Variables

VarMax=1;         % Upper Bound of Variables

%% PSO Parameters

MaxIt=1000;      % Maximum Number of Iterations

nPop=80;         % Population Size (Swarm Size)

% PSO Parameters

w=1;            % Inertia Weight

wdamp=0.99;     % Inertia Weight Damping Ratio

c1=1.5;         % Personal Learning Coefficient

c2=2.0;         % Global Learning Coefficient

% Velocity Limits

VelMax=0.1*(VarMax-VarMin);

VelMin=-VelMax;

nParticleMutation = 1;      % Number of Mutations Performed on Each Particle

nGlobalBestMutation = 3;    % Number of Mutations Performed on Global Best

%% Initialization

empty_particle.Position=[];

empty_particle.Cost=[];

empty_particle.Sol=[];

empty_particle.Velocity=[];

empty_particle.Best.Position=[];

empty_particle.Best.Cost=[];

empty_particle.Best.Sol=[];

particle=repmat(empty_particle,nPop,1);

GlobalBest.Cost=inf;

for i=1:nPop

    

    % Initialize Position

    particle(i).Position=unifrnd(VarMin,VarMax,VarSize);

    

    % Initialize Velocity

    particle(i).Velocity=zeros(VarSize);

    

    % Evaluation

    [particle(i).Cost, particle(i).Sol]=CostFunction(particle(i).Position);

    

    % Update Personal Best

    particle(i).Best.Position=particle(i).Position;

    particle(i).Best.Cost=particle(i).Cost;

    particle(i).Best.Sol=particle(i).Sol;

    

    % Update Global Best

    if particle(i).Best.Cost<GlobalBest.Cost

        GlobalBest=particle(i).Best;

    end

    

end

BestCost=zeros(MaxIt,1);

%% PSO Main Loop

for it=1:MaxIt

    

    for i=1:nPop

        

        % Update Velocity

        particle(i).Velocity = w*particle(i).Velocity ...

            +c1*rand(VarSize).*(particle(i).Best.Position-particle(i).Position) ...

            +c2*rand(VarSize).*(GlobalBest.Position-particle(i).Position);

        

        % Apply Velocity Limits

        particle(i).Velocity = max(particle(i).Velocity,VelMin);

        particle(i).Velocity = min(particle(i).Velocity,VelMax);

        

        % Update Position

        particle(i).Position = particle(i).Position + particle(i).Velocity;

        

        % Velocity Mirror Effect

        IsOutside=(particle(i).Position<VarMin | particle(i).Position>VarMax);

        particle(i).Velocity(IsOutside)=-particle(i).Velocity(IsOutside);

        

        % Apply Position Limits

        particle(i).Position = max(particle(i).Position,VarMin);

        particle(i).Position = min(particle(i).Position,VarMax);

        

        % Evaluation

        [particle(i).Cost, particle(i).Sol] = CostFunction(particle(i).Position);

        

        % Perform Mutation

        for j=1:nParticleMutation

            NewParticle = particle(i);

            NewParticle.Position = Mutate(particle(i).Position);

            [NewParticle.Cost, NewParticle.Sol] = CostFunction(NewParticle.Position);

            if NewParticle.Cost <= particle(i).Cost

                particle(i) = NewParticle;

            end

        end

        

        % Update Personal Best

        if particle(i).Cost<particle(i).Best.Cost

            

            particle(i).Best.Position=particle(i).Position;

            particle(i).Best.Cost=particle(i).Cost;

            particle(i).Best.Sol=particle(i).Sol;

            

            % Update Global Best

            if particle(i).Best.Cost<GlobalBest.Cost

                GlobalBest=particle(i).Best;

            end

            

        end

        

    end

    

    % Perform Mutation on Global Best

    for i=1:nGlobalBestMutation

        NewParticle = GlobalBest;

        NewParticle.Position = Mutate(GlobalBest.Position);

        [NewParticle.Cost, NewParticle.Sol] = CostFunction(NewParticle.Position);

        if NewParticle.Cost <= GlobalBest.Cost

            GlobalBest = NewParticle;

        end

    end

    

    

    BestCost(it)=GlobalBest.Cost;

    

    disp(['Iteration ' num2str(it) ': Best Cost = ' num2str(BestCost(it))]);

    

    w=w*wdamp;

    

    figure(1);

    PlotSolution(GlobalBest.Position, model);

    pause(0.01);

    

end

BestSol = GlobalBest;

%% Results

figure;

plot(BestCost,'LineWidth',2);

xlabel('迭代次数');

ylabel('最优值');

grid on;

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 王光源, 徐鹏飞, 赵勇. 基于粒子群优化算法求解火力分配问题[J]. 舰船电子工程, 2013, 33(11):34-36.

[2] 周洪斌, 吕强. 利用混合粒子群优化算法求解二次分配问题[J]. 计算机应用与软件, 2009, 26(11):3.

[3] 朱渊萍, 陈素芬. 萤火虫群优化算法在公差分配优化的应用[J]. 机械设计与制造, 2014(6):3.

⛳️ 完整代码

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