遗传算法源代码

遗传算法源代码
遗传算法源代码

function[bin_gen,bits]=encoding(min_var,max_var,scale_var,popsize)

bits=ceil(log2((max_var-min_var)./scale_var));

bit_gen=randint(popsize,sum(bits));

%编码并产生初始种群

function[var_gen,fitness]=decoding (funname,bin_gen,bits,min,var,max_var) nun_var=length(bits);

popsize=size(bin_gen,1);

scale_dec=(max_var-min_var)./(2.^bits-1);

bits=cumsum(bits);

bits=[0 bits];

for i=1:num_var

bin_var{i}=bin_gen(:,bits(i)+1:bits(i+1));

var{i}=sum(ones(popsize,1)*2.^(size(bin_var{i},2)-1:-

1:0).*bin_var{i},2).*scale_dec(i)+min_var(i);

end

var_gen=[var{1,:}];

for i=1:popsize

fitness(i)=eval([funname,’(var_gen(I,:))’]);

end

%对函数解码

function[evo_gen,best_indiv,max_fitness]=selection(old_gen,fit_ness) popsize=length(fitness);

[max_fitness,index1]=max(fitness);[min_fitness,index2]=min(fitness);

best_indiv=old_gen(indexl,:);

index=[1:popsize];index(indexl)=0;index(index2)=0;

index=nonzeros(index);

evo_gen=old_gen(index);

evo_fitness=fitness(index,:);

evo_popsize=popsize-2;

ps=evo_fitness/sum(evo_fitness);

pscum=cumsum(ps);

r=rand(1,evo_popsize);

selscted=sum(pscum*ones(1,evo_popsize)

evo_gen=evo_gen(selected,:);

%选择

Function new_gen=crossover(old_gen,pc)

[nouse,mating]=sort(rand(size(old_gen,1),1));

mat_gen=old_gen(mating,:);

pairs=size(mat_gen,1)/2;

bits=size(mat_gen,2);

cpairs=rand(pairs,1)

cpoints=randint(pairs,1,[1,bits]);

cpoints=cpairs.*cpoints;

for i=1: pairs

new_gen([2*i-1 2*i],:)=[mat_gen([2*i-1 2*i],1:cpoints(i)) mat_gen([2*i 2*i-1],cpoints(i)+1:bits)];

function new_gen=mutation(old_gen,pm)

mpoints=find(rand(size(old_gen))

new_gen=old_gen;

new_gen(mpoints)=1-old_gen(mpoints);

遗传算法的c语言程序

一需求分析 1.本程序演示的是用简单遗传算法随机一个种群,然后根据所给的交叉率,变异率,世代数计算最大适应度所在的代数 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终端上显示“提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的命令;相应的输入数据和运算结果显示在其后。3.测试数据 输入初始变量后用y=100*(x1*x1-x2)*(x1*x2-x2)+(1-x1)*(1-x1)其中-2.048<=x1,x2<=2.048作适应度函数求最大适应度即为函数的最大值 二概要设计 1.程序流程图 2.类型定义 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual

{ char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index; struct individual bestindividual; //最佳个体 struct individual worstindividual; //最差个体 struct individual currentbest; struct individual population[POPSIZE]; 3.函数声明 void generateinitialpopulation(); void generatenextpopulation(); void evaluatepopulation(); long decodechromosome(char *,int,int); void calculateobjectvalue(); void calculatefitnessvalue(); void findbestandworstindividual(); void performevolution(); void selectoperator(); void crossoveroperator(); void mutationoperator(); void input(); void outputtextreport(); 4.程序的各函数的简单算法说明如下: (1).void generateinitialpopulation ()和void input ()初始化种群和遗传算法参数。 input() 函数输入种群大小,染色体长度,最大世代数,交叉率,变异率等参数。 (2)void calculateobjectvalue();计算适应度函数值。 根据给定的变量用适应度函数计算然后返回适度值。 (3)选择函数selectoperator() 在函数selectoperator()中首先用rand ()函数产生0~1间的选择算子,当适度累计值不为零时,比较各个体所占总的适应度百分比的累计和与选择算子,直到达到选择算子的值那个个体就被选出,即适应度为fi的个体以fi/∑fk的概率继续存在; 显然,个体适应度愈高,被选中的概率愈大。但是,适应度小的个体也有可能被选中,以便增加下一代群体的多样性。 (4)染色体交叉函数crossoveroperator() 这是遗传算法中的最重要的函数之一,它是对个体两个变量所合成的染色体进行交叉,而不是变量染色体的交叉,这要搞清楚。首先用rand ()函数产生随机概率,若小于交叉概率,则进行染色体交叉,同时交叉次数加1。这时又要用rand()函数随机产生一位交叉位,把染色

MATLAB课程遗传算法实验报告及源代码

硕士生考查课程考试试卷 考试科目: 考生姓名:考生学号: 学院:专业: 考生成绩: 任课老师(签名) 考试日期:年月日午时至时

《MATLAB 教程》试题: A 、利用MATLA B 设计遗传算法程序,寻找下图11个端点最短路径,其中没有连接端点表示没有路径。要求设计遗传算法对该问题求解。 a e h k B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 321231(,,)5.12 5.12,1,2,3i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 C 、利用MATLAB 编程实现:三名商人各带一个随从乘船渡河,一只小船只能容纳二人,由他们自己划行,随从们密约,在河的任一岸,一旦随从的人数比商人多,就杀人越货,但是如何乘船渡河的大权掌握在商人手中,商人们怎样才能安全渡河? D 、结合自己的研究方向选择合适的问题,利用MATLAB 进行实验。 以上四题任选一题进行实验,并写出实验报告。

选择题目: B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 321231(,,)5.12 5.12,1,2,3i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 一、问题分析(10分) 这是一个简单的三元函数求最小值的函数优化问题,可以利用遗传算法来指导性搜索最小值。实验要求必须以matlab 为工具,利用遗传算法对问题进行求解。 在本实验中,要求我们用M 函数自行设计遗传算法,通过遗传算法基本原理,选择、交叉、变异等操作进行指导性邻域搜索,得到最优解。 二、实验原理与数学模型(20分) (1)试验原理: 用遗传算法求解函数优化问题,遗传算法是模拟生物在自然环境下的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法。其采纳了自然进化模型,从代表问题可能潜在解集的一个种群开始,种群由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体;初始种群产生后,按照适者生存和优胜劣汰的原理,逐代演化产生出越来越好的解:在每一代,概据问题域中个体的适应度大小挑选个体;并借助遗传算子进行组合交叉和主客观变异,产生出代表新的解集的种群。这一过程循环执行,直到满足优化准则为止。最后,末代个体经解码,生成近似最优解。基于种群进化机制的遗传算法如同自然界进化一样,后生代种群比前生代更加适应于环境,通过逐代进化,逼近最优解。 遗传算法是一种现代智能算法,实际上它的功能十分强大,能够用于求解一些难以用常规数学手段进行求解的问题,尤其适用于求解多目标、多约束,且目标函数形式非常复杂的优化问题。但是遗传算法也有一些缺点,最为关键的一点,即没有任何理论能够证明遗传算法一定能够找到最优解,算法主要是根据概率论的思想来寻找最优解。因此,遗传算法所得到的解只是一个近似解,而不一定是最优解。 (2)数学模型 对于求解该问题遗传算法的构造过程: (1)确定决策变量和约束条件;

基于遗传算法的matlab源代码

function youhuafun D=code; N=50;%Tunable maxgen=50;%Tunable crossrate=0.5;%Tunable muterate=0.08;%Tunable generation=1; num=length(D); fatherrand=randint(num,N,3); score=zeros(maxgen,N); while generation<=maxgen ind=randperm(N-2)+2;%随机配对交叉 A=fatherrand(:,ind(1:(N-2)/2)); B=fatherrand(:,ind((N-2)/2+1:end)); %多点交叉 rnd=rand(num,(N-2)/2); ind=rnd tmp=A(ind); A(ind)=B(ind); B(ind)=tmp; %%两点交叉 %for kk=1:(N-2)/2 %rndtmp=randint(1,1,num)+1; %tmp=A(1:rndtmp,kk); %A(1:rndtmp,kk)=B(1:rndtmp,kk); %B(1:rndtmp,kk)=tmp; %end fatherrand=[fatherrand(:,1:2),A,B]; %变异 rnd=rand(num,N); ind=rnd[m,n]=size(ind); tmp=randint(m,n,2)+1; tmp(:,1:2)=0; fatherrand=tmp+fatherrand; fatherrand=mod(fatherrand,3); %fatherrand(ind)=tmp; %评价、选择 scoreN=scorefun(fatherrand,D);%求得N个个体的评价函数 score(generation,:)=scoreN; [scoreSort,scoreind]=sort(scoreN); sumscore=cumsum(scoreSort); sumscore=sumscore./sumscore(end); childind(1:2)=scoreind(end-1:end); for k=3:N tmprnd=rand; tmpind=tmprnd difind=[0,diff(t mpind)]; if~any(difind) difind(1)=1; end childind(k)=scoreind(logical(difind)); end fatherrand=fatherrand(:,childind); generation=generation+1; end %score maxV=max(score,[],2); minV=11*300-maxV; plot(minV,'*');title('各代的目标函数值'); F4=D(:,4); FF4=F4-fatherrand(:,1); FF4=max(FF4,1); D(:,5)=FF4; save DData D function D=code load youhua.mat %properties F2and F3 F1=A(:,1); F2=A(:,2); F3=A(:,3); if(max(F2)>1450)||(min(F2)<=900) error('DATA property F2exceed it''s range (900,1450]') end %get group property F1of data,according to F2value F4=zeros(size(F1)); for ite=11:-1:1 index=find(F2<=900+ite*50); F4(index)=ite; end D=[F1,F2,F3,F4]; function ScoreN=scorefun(fatherrand,D) F3=D(:,3); F4=D(:,4); N=size(fatherrand,2); FF4=F4*ones(1,N); FF4rnd=FF4-fatherrand; FF4rnd=max(FF4rnd,1); ScoreN=ones(1,N)*300*11; %这里有待优化

一个简单实用的遗传算法c程序完整版

一个简单实用的遗传算 法c程序 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

一个简单实用的遗传算法c程序(转载) 2009-07-28 23:09:03 阅读418 评论0 字号:大中小 这是一个非常简单的遗传算法源代码,是由Denis Cormier (North Carolina State University)开发的,Sita (University of North Carolina at Charlotte)修正。代码保证尽可能少,实际上也不必查错。对一特定的应用修正此代码,用户只需改变常数的定义并且定义“评价函数”即可。注意代码的设计是求最大值,其中的目标函数只能取正值;且函数值和个体的适应值之间没有区别。该系统使用比率选择、精华模型、单点杂交和均匀变异。如果用Gaussian变异替换均匀变异,可能得到更好的效果。代码没有任何图形,甚至也没有屏幕输出,主要是保证在平台之间的高可移植性。读者可以从,目录 coe/evol中的文件中获得。要求输入的文件应该命名为‘’;系统产生的输出文件为‘’。输入的文件由几行组成:数目对应于变量数。且每一行提供次序——对应于变量的上下界。如第一行为第一个变量提供上下界,第二行为第二个变量提供上下界,等等。 /**************************************************************************/ /* This is a simple genetic algorithm implementation where the */ /* evaluation function takes positive values only and the */ /* fitness of an individual is the same as the value of the */ /* objective function */ /**************************************************************************/ #include <> #include <> #include <> /* Change any of these parameters to match your needs */ #define POPSIZE 50 /* population size */

遗传算法C语言源代码(一元函数和二元函数)

C语言遗传算法代码 以下为遗传算法的源代码,计算一元代函数的代码和二元函数的代码以+++++++++++++++++++++++++++++++++++++为分割线分割开来,请自行选择适合的代码,使用时请略看完代码的注释,在需要更改的地方更改为自己需要的代码。 +++++++++++++++++++++++++++++++一元函数代码++++++++++++++++++++++++++++ #include #include #include #include #define POPSIZE 1000 #define maximization 1 #define minimization 2 #define cmax 100 #define cmin 0 #define length1 20 #define chromlength length1 //染色体长度 //注意,你是求最大值还是求最小值 int functionmode=minimization; //变量的上下限的修改开始 float min_x1=-2;//变量的下界 float max_x1=-1;//变量的上界 //变量的上下限的修改结束 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual { char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index;

遗传算法的C语言程序案例

遗传算法的C语言程序案例 一、说明 1.本程序演示的是用简单遗传算法随机一个种群,然后根据所给的交叉率,变异率,世代数计算最大适应度所在的代数 2.演示程序以用户和计算机的对话方式执行,即在计算机终端上显示“提示信息”之后,由用户在键盘上输入演示程序中规定的命令;相应的输入数据和运算结果显示在其后。3.举个例子,输入初始变量后,用y= (x1*x1)+(x2*x2),其中-2.048<=x1,x2<=2.048作适应度函数求最大适应度即为函数的最大值 4.程序流程图

5.类型定义 int popsize; //种群大小 int maxgeneration; //最大世代数 double pc; //交叉率 double pm; //变异率 struct individual { char chrom[chromlength+1]; double value; double fitness; //适应度 }; int generation; //世代数 int best_index; int worst_index; struct individual bestindividual; //最佳个体 struct individual worstindividual; //最差个体 struct individual currentbest; struct individual population[POPSIZE]; 3.函数声明 void generateinitialpopulation(); void generatenextpopulation(); void evaluatepopulation(); long decodechromosome(char *,int,int); void calculateobjectvalue(); void calculatefitnessvalue(); void findbestandworstindividual(); void performevolution(); void selectoperator(); void crossoveroperator(); void mutationoperator(); void input(); void outputtextreport(); 6.程序的各函数的简单算法说明如下: (1).void generateinitialpopulation ()和void input ()初始化种群和遗传算法参数。 input() 函数输入种群大小,染色体长度,最大世代数,交叉率,变异率等参数。 (2)void calculateobjectvalue();计算适应度函数值。 根据给定的变量用适应度函数计算然后返回适度值。 (3)选择函数selectoperator() 在函数selectoperator()中首先用rand ()函数产生0~1间的选择算子,当适度累计值不为零时,比较各个体所占总的适应度百分比的累计和与选择算子,直到达到选择算子的值那个个

遗传算法典范MATLAB代码

遗传算法经典学习Matlab代码 遗传算法实例: 也是自己找来的,原代码有少许错误,本人都已更正了,调试运行都通过了的。对于初学者,尤其是还没有编程经验的非常有用的一个文件 遗传算法实例 % 下面举例说明遗传算法 % % 求下列函数的最大值 % % f(x)=10*sin(5x)+7*cos(4x) x∈[0,10] % % 将 x 的值用一个10位的二值形式表示为二值问题,一个10位的二值数提供的分辨率是每为 (10-0)/(2^10-1)≈0.01 。 % % 将变量域 [0,10] 离散化为二值域 [0,1023], x=0+10*b/1023, 其 中 b 是 [0,1023] 中的一个二值数。 % % %

%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------% %--------------------------------------------------------------------------------------------------------------% % 编程 %----------------------------------------------- % 2.1初始化(编码) % initpop.m函数的功能是实现群体的初始化,popsize表示群体的大小,chromlength表示染色体的长度(二值数的长度), % 长度大小取决于变量的二进制编码的长度(在本例中取10位)。 %遗传算法子程序 %Name: initpop.m %初始化 function pop=initpop(popsize,chromlength) pop=round(rand(popsize,chromlength)); % rand随机产生每个单元 为 {0,1} 行数为popsize,列数为chromlength的矩阵,

人工智能之遗传算法论文含源代码

30维线性方程求解 摘要:非线性方程组的求解是数值计算领域中最困难的问题,大多数的数值求解算法例如牛顿法的收敛性和性能特征在很大程度上依赖于初始点。但是对于很多高维的非线性方程组,选择好的初始点是一件非常困难的事情。本文采用了遗传算法的思想,提出了一种用于求解非线性方程组的混合遗传算法。该混合算法充分发挥了遗传算法的群体搜索和全局收敛性。选择了几个典型非线性方程组,考察它们的最适宜解。 关键词:非线性方程组;混合遗传算法;优化 1. 引言遗传算法是一种通用搜索算法,它基于自然选择机制和自然遗传规律来模拟自然界的进化过程,从而演化出解决问题的最优方法。它将适者生存、结构化但同时又是 随机的信息交换以及算法设计人的创造才能结合起来,形成一种独特的搜索算法,把一些解决方案用一定的方式来表示,放在一起成为群体。每一个方案的优劣程度即为适应性,根据自然界进化“优胜劣汰”的原则,逐步产生它们的后代,使后代具有更强的适应性,这样不断演化下去,就能得到更优解决方案。 随着现代自然科学和技术的发展,以及新学科、新领域的出现,非线性科学在工农业、经济政治、科学研究方面逐渐占有极其重要的位置。在理论研究和应用实践中,几乎绝大多数的问题都最终能化为方程或方程组,或者说,都离不开方程和方程组的求解。因此,在非线性问题中尤以非线性方程和非线性方程组的求解最为基本和重要。传统的解决方法,如简单迭代法、牛顿法、割线法、延拓法、搜索法、梯度法、共轭方向法、变尺度法,无论从算法的选择还是算法本身的构造都与所要解决的问题的特性有很大的关系。很多情况下,算法中算子的构造及其有效性成为我们解决问题的巨大障碍。而遗传算法无需过多地考虑问题的具体形式,因为它是一种灵活的自适应算法,尤其在一些非线性方程组没有精确解的时候,遗传算法显得更为有效。而且,遗传算法是一种高度并行的算法,且算法结构简单,非常便于在计算机上实现。本文所研究的正是将遗传算法应用于求解非线性方程组的问题。 2. 遗传算法解非线性方程组为了直观地观察用遗传算法求解非线性方程组的效果,我们这里用代数非线性方程组作为求解的对象问题描述:非线性方程组指的是有n 个变量(为了简化讨论,这里只讨论实变量方程组)的方程组 中含有非线性方程。其求解是指在其定义域内找出一组数能满足方程组中的每 个方程。这里,我们将方程组转化为一个函数则求解方程组就转化为求一组值使得成立。即求使函数取得最小值0 的一组数,于是方程组求解问题就转变为函数优化问题 3. 遗传算子 遗传算子设计包括交叉算子、变异算子和选择算子的设计。

遗传算法案例分析及源代码

一.问题描述: 在某一区域内有n 个客户,拟建一个物流中心,已知客户j 地址坐标为),(i i y x 。确定物流中心的地址坐标),(y x ,使得该物流中心到几个客户之间的距离最短。 假设:简单的用两点之间的距离代替运输距离。 目标函数: 22)()(min i i y Y x X z -+-= 约束条件: } 8,7,6,5,4,3,2,1,0{}8,7,6,5,4,3,2,1,0{X ∈∈Y 假设某一区域内有 5 个客户,其位置坐标如下表所示, 客户坐标及相关需求量 客户 X (km) Y(km) 1 1 5 2 2 8 3 5 1 4 7 6 5 8 3 (1)变量: C :是一个1*6数组,每个数组里面是一个6位二进制数,它是遗传算法中的染色体。 new_c:每一轮的新变量c 。 first_c:初始群体矩阵。 sur_value :个体适应值的概率值,为0-1之间的数,所有概率值和为1。 survived :经过选择运算后产生的个体基因型组合。 intersect_c :经过交叉运算后产生的个体基因型组合。 mutation_c :经过变异运算后产生的个体基因型组合。 f :最后计算得到的最大值 (2)程序里面的方程 function out = value_function( ci ):价值函数(自适应度函数)。 function [ sur_value ] = calc_value( c ):计算群体中每一个个体的适应度的值 function survived = surviver( sur_value ):利用概率选择函数 function [ intersect_c ] = intersect( new_c ):交叉运算 function [ mutation_c ,mutation_value] = mutation( intersect_c ):变异运算 (1)遗传算法主程序 %遗传算法的主程序

使用MATLAB遗传算法工具实例(详细) (1)【精品毕业设计】(完整版)

最新发布的MA TLAB 7.0 Release 14已经包含了一个专门设计的遗传算法与直接搜索工具箱(Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox,GADS)。使用遗传算法与直接搜索工具箱,可以扩展MATLAB及其优化工具箱在处理优化问题方面的能力,可以处理传统的优化技术难以解决的问题,包括那些难以定义或不便于数学建模的问题,可以解决目标函数较复杂的问题,比如目标函数不连续、或具有高度非线性、随机性以及目标函数没有导数的情况。 本章8.1节首先介绍这个遗传算法与直接搜索工具箱,其余各节分别介绍该工具箱中的遗传算法工具及其使用方法。 8.1 遗传算法与直接搜索工具箱概述 本节介绍MATLAB的GADS(遗传算法与直接搜索)工具箱的特点、图形用户界面及运行要求,解释如何编写待优化函数的M文件,且通过举例加以阐明。 8.1.1 工具箱的特点 GADS工具箱是一系列函数的集合,它们扩展了优化工具箱和MA TLAB数值计算环境的性能。遗传算法与直接搜索工具箱包含了要使用遗传算法和直接搜索算法来求解优化问题的一些例程。这些算法使我们能够求解那些标准优化工具箱范围之外的各种优化问题。所有工具箱函数都是MATLAB的M文件,这些文件由实现特定优化算法的MATLAB语句所写成。 使用语句 type function_name 就可以看到这些函数的MATLAB代码。我们也可以通过编写自己的M文件来实现来扩展遗传算法和直接搜索工具箱的性能,也可以将该工具箱与MATLAB的其他工具箱或Simulink结合使用,来求解优化问题。 工具箱函数可以通过图形界面或MA TLAB命令行来访问,它们是用MATLAB语言编写的,对用户开放,因此可以查看算法、修改源代码或生成用户函数。 遗传算法与直接搜索工具箱可以帮助我们求解那些不易用传统方法解决的问题,譬如表查找问题等。 遗传算法与直接搜索工具箱有一个精心设计的图形用户界面,可以帮助我们直观、方便、快速地求解最优化问题。 8.1.1.1 功能特点 遗传算法与直接搜索工具箱的功能特点如下: 图形用户界面和命令行函数可用来快速地描述问题、设置算法选项以及监控进程。 具有多个选项的遗传算法工具可用于问题创建、适应度计算、选择、交叉和变异。 直接搜索工具实现了一种模式搜索方法,其选项可用于定义网格尺寸、表决方法和搜索方法。 遗传算法与直接搜索工具箱函数可与MATLAB的优化工具箱或其他的MATLAB程序结合使用。 支持自动的M代码生成。 8.1.1.2 图形用户界面和命令行函数 遗传算法工具函数可以通过命令行和图形用户界面来使用遗传算法。直接搜索工具函数也可以通过命令行和图形用户界面来进行访问。图形用户界面可用来快速地定义问题、设置算法选项、对优化问题进行详细定义。 133

MATLAB课程遗传算法实验报告及源代码

硕士生考查课程考试试卷 考试科目:MATLAB教程 考生姓名:张宜龙考生学号:2130120033 学院:管理学院专业:管理科学与工程考生成绩: 任课老师(签名) 考试日期:年月日午时至时

《MATLAB 教程》试题: A 、利用MATLA B 设计遗传算法程序,寻找下图11个端点的最短路径,其中没有连接的端点表示没有路径。要求设计遗传算法对该问题求解。 a e h k B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 3 21231(,,)5.12 5.12,1,2,3 i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 C 、利用MATLAB 编程实现:三名商人各带一个随从乘船渡河,一只小船只能容纳二人,由他们自己划行,随从们密约,在河的任一岸,一旦随从的人数比商人多,就杀人越货,但是如何乘船渡河的大权掌握在商人手中,商人们怎样才能安全渡河? D 、结合自己的研究方向选择合适的问题,利用MATLAB 进行实验。 以上四题任选一题进行实验,并写出实验报告。

选择题目: B 、设计遗传算法求解f (x)极小值,具体表达式如下: 3 21231(,,)5.12 5.12,1,2,3 i i i f x x x x x i =?=???-≤≤=? ∑ 要求必须使用m 函数方式设计程序。 一、问题分析(10分) 这是一个简单的三元函数求最小值的函数优化问题,可以利用遗传算法来指导性搜索最小值。实验要求必须以matlab 为工具,利用遗传算法对问题进行求解。 在本实验中,要求我们用M 函数自行设计遗传算法,通过遗传算法基本原理,选择、交叉、变异等操作进行指导性邻域搜索,得到最优解。 二、实验原理与数学模型(20分) (1)试验原理: 用遗传算法求解函数优化问题,遗传算法是模拟生物在自然环境下的遗传和进化过程而形成的一种自适应全局优化概率搜索方法。其采纳了自然进化模型,从代表问题可能潜在解集的一个种群开始,种群由经过基因编码的一定数目的个体组成。每个个体实际上是染色体带有特征的实体;初始种群产生后,按照适者生存和优胜劣汰的原理,逐代演化产生出越来越好的解:在每一代,概据问题域中个体的适应度大小挑选个体;并借助遗传算子进行组合交叉和主客观变异,产生出代表新的解集的种群。这一过程循环执行,直到满足优化准则为止。最后,末代个体经解码,生成近似最优解。基于种群进化机制的遗传算法如同自然界进化一样,后生代种群比前生代更加适应于环境,通过逐代进化,逼近最优解。 遗传算法是一种现代智能算法,实际上它的功能十分强大,能够用于求解一些难以用常规数学手段进行求解的问题,尤其适用于求解多目标、多约束,且目标函数形式非常复杂的优化问题。但是遗传算法也有一些缺点,最为关键的一点,即没有任何理论能够证明遗传算法一定能够找到最优解,算法主要是根据概率论的思想来寻找最优解。因此,遗传算法所得到的解只是一个近似解,而不一定是最优解。 (2)数学模型 对于求解该问题遗传算法的构造过程: (1)确定决策变量和约束条件;

遗传算法及其MATLAB程序代码

遗传算法及其MATLAB实现 主要参考书: MATLAB 6.5 辅助优化计算与设计飞思科技产品研发中心编著电子工业出版社2003.1 遗传算法及其应用陈国良等编著 人民邮电出版社1996.6 主要内容: 遗传算法简介 遗传算法的MATLAB实现 应用举例 在工业工程中,许多最优化问题性质十分复杂,很难用 传统的优化方法来求解.自1960年以来,人们对求解这类难 解问题日益增加.一种模仿生物自然进化过程的、被称为“ 进化算法(evolutionary algorithm)”的随机优化技术在解这 类优化难题中显示了优于传统优化算法的性能。目前,进化 算法主要包括三个研究领域:遗传算法、进化规划和进化 策略。其中遗传算法是迄今为止进化算法中应用最多、比较 成熟、广为人知的算法。 一、遗传算法简介 遗传算法(Genetic Algorithm, GA)最先是由美国Mic- hgan大学的John Holland于1975年提出的。遗传算法是 模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰的生物进化过程的计算 模型。它的思想源于生物遗传学和适者生存的自然规律, 是具有“生存+检测”的迭代过程的搜索算法。遗传算法 以一种群体中的所有个体为对象,并利用随机化技术指 导对一个被编码的参数空间进行高效搜索。其中,选择、 交叉和变异构成了遗传算法的遗传操作;参数编码、初始 群体的设定、适应度函数的设计、遗传操作设计、控制参 数设定等5个要素组成了遗传算法的核心内容。 遗传算法的基本步骤: 遗传算法是一种基于生物自然选择与遗传机理的随机 搜索算法,与传统搜索算法不同,遗传算法从一组随机产 生的称为“种群(Population)”的初始解开始搜索过程。种 群中的每个个体是问题的一个解,称为“染色体(chromos ome)”。染色体是一串符号,比如一个二进制字符串。这 些染色体在后续迭代中不断进化,称为遗传。在每一代中 用“适值(fitness)”来测量染色体的好坏,生成的下一代染 色体称为后代(offspring)。后代是由前一代染色体通过交 叉(crossover)或者变异(mutation)运算形成的。 在新一代形成过程中,根据适度的大小选择部分后代,淘 汰部分后代。从而保持种群大小是常数。适值高的染色体 被选中的概率较高,这样经过若干代之后,算法收敛于最 好的染色体,它很可能就是问题的最优解或次优解。 主要步骤如下所示: (1)编码:GA在进行搜索之前先将解空间的解数据表示成 遗传空间的基因型串结构数据,这些串结构数据的不同组 合便构成了不同的点。 (2)初始群体的生成:随机产生N个初始串结构数据,每个 串结构数据称为一个个体,N个个体构成了—个群体。 GA以这N个串结构数据作为初始点开始迭代。

使用MATLAB遗传算法工具实例(详细)【精品毕业设计】(完整版)

第八章使用MATLAB遗传算法工具 最新发布的MA TLAB 7.0 Release 14已经包含了一个专门设计的遗传算法与直接搜索工具箱(Genetic Algorithm and Direct Search Toolbox,GADS)。使用遗传算法与直接搜索工具箱,可以扩展MATLAB及其优化工具箱在处理优化问题方面的能力,可以处理传统的优化技术难以解决的问题,包括那些难以定义或不便于数学建模的问题,可以解决目标函数较复杂的问题,比如目标函数不连续、或具有高度非线性、随机性以及目标函数没有导数的情况。 本章8.1节首先介绍这个遗传算法与直接搜索工具箱,其余各节分别介绍该工具箱中的遗传算法工具及其使用方法。 8.1 遗传算法与直接搜索工具箱概述 本节介绍MATLAB的GADS(遗传算法与直接搜索)工具箱的特点、图形用户界面及运行要求,解释如何编写待优化函数的M文件,且通过举例加以阐明。 8.1.1 工具箱的特点 GADS工具箱是一系列函数的集合,它们扩展了优化工具箱和MA TLAB数值计算环境的性能。遗传算法与直接搜索工具箱包含了要使用遗传算法和直接搜索算法来求解优化问题的一些例程。这些算法使我们能够求解那些标准优化工具箱范围之外的各种优化问题。所有工具箱函数都是MATLAB的M文件,这些文件由实现特定优化算法的MATLAB语句所写成。 使用语句 type function_name 就可以看到这些函数的MATLAB代码。我们也可以通过编写自己的M文件来实现来扩展遗传算法和直接搜索工具箱的性能,也可以将该工具箱与MATLAB的其他工具箱或Simulink结合使用,来求解优化问题。 工具箱函数可以通过图形界面或MA TLAB命令行来访问,它们是用MATLAB语言编写的,对用户开放,因此可以查看算法、修改源代码或生成用户函数。 遗传算法与直接搜索工具箱可以帮助我们求解那些不易用传统方法解决的问题,譬如表查找问题等。 遗传算法与直接搜索工具箱有一个精心设计的图形用户界面,可以帮助我们直观、方便、快速地求解最优化问题。 8.1.1.1 功能特点 遗传算法与直接搜索工具箱的功能特点如下: 图形用户界面和命令行函数可用来快速地描述问题、设置算法选项以及监控进程。 具有多个选项的遗传算法工具可用于问题创建、适应度计算、选择、交叉和变异。 直接搜索工具实现了一种模式搜索方法,其选项可用于定义网格尺寸、表决方法和搜索方法。 遗传算法与直接搜索工具箱函数可与MATLAB的优化工具箱或其他的MATLAB程序结合使用。 支持自动的M代码生成。 8.1.1.2 图形用户界面和命令行函数 133

02流水线车间生产调度的遗传算法MATLAB源代码

流水线车间生产调度的遗传算法MATLAB源代码n个任务在流水线上进行m个阶段的加工,每一阶段至少有一台机器且至少有一个阶段存在多台机器,并且同一阶段上各机器的处理性能相同,在每一阶段各任务均要完成一道工序,各任务的每道工序可以在相应阶段上的任意一台机器上加工,已知任务各道工序的处理时间,要求确定所有任务的排序以及每一阶段上机器的分配情况,使得调度指标(一般求Makespan)最小。 function [Zp,Y1p,Y2p,Y3p,Xp,LC1,LC2]=JSPGA(M,N,Pm,T,P) %-------------------------------------------------------------------------- % JSPGA.m % 流水线型车间作业调度遗传算法 % GreenSim团队——专业级算法设计&代写程序 % 欢迎访问GreenSim团队主页→https://www.360docs.net/doc/ea14896289.html,/greensim %-------------------------------------------------------------------------- % 输入参数列表 % M 遗传进化迭代次数 % N 种群规模(取偶数) % Pm 变异概率 % T m×n的矩阵,存储m个工件n个工序的加工时间 % P 1×n的向量,n个工序中,每一个工序所具有的机床数目 % 输出参数列表 % Zp 最优的Makespan值 % Y1p 最优方案中,各工件各工序的开始时刻,可根据它绘出甘特图 % Y2p 最优方案中,各工件各工序的结束时刻,可根据它绘出甘特图 % Y3p 最优方案中,各工件各工序使用的机器编号 % Xp 最优决策变量的值,决策变量是一个实数编码的m×n矩阵 % LC1 收敛曲线1,各代最优个体适应值的记录 % LC2 收敛曲线2,各代群体平均适应值的记录 % 最后,程序还将绘出三副图片:两条收敛曲线图和甘特图(各工件的调度时序图) %第一步:变量初始化 [m,n]=size(T);%m是总工件数,n是总工序数 Xp=zeros(m,n);%最优决策变量 LC1=zeros(1,M);%收敛曲线1 LC2=zeros(1,N);%收敛曲线2 %第二步:随机产生初始种群 farm=cell(1,N);%采用细胞结构存储种群 for k=1:N

遗传算法案例及源代码

计算智能作业三:遗传算法计算问题 1.问题描述: 求下述二元函数的最大值: 22 2121),(max x x x x f += S.t. }7,6,5,4,3,2,1{1∈x }7,6,5,4,3,2,1{2∈x 2.程序结构: (1)变量: C :是一个1*6数组,每个数组里面是一个6位二进制数,它是遗传算法中的染色体。 new_c:每一轮的新变量c 。 first_c:初始群体矩阵。 sur_value :个体适应值的概率值,为0-1之间的数,所有概率值和为1。 survived :经过选择运算后产生的个体基因型组合。 intersect_c :经过交叉运算后产生的个体基因型组合。 mutation_c :经过变异运算后产生的个体基因型组合。 f :最后计算得到的最大值 (2)程序里面的方程 function out = value_function( ci ):价值函数(自适应度函数),即2 22121),(x x x x f +=。 function [ sur_value ] = calc_value( c ):计算群体中每一个个体的适应度的值 function survived = surviver( sur_value ):利用概率选择函数 function [ intersect_c ] = intersect( new_c ):交叉运算 function [ mutation_c ,mutation_value] = mutation( intersect_c ):变异运算 3.源程序 (1)遗传算法的主程序 主程序包括初始群体产生,最终结果展示,即各函数之间的调用关系。 个体编码 遗传算法的运算对象是表示个体的符号串,所以必须把变量 x1, x2 编码为无符号二进制整数。这个二进制整数位个体的基因型。 因为x1, x2 为 0 ~ 7之间的整数,所以分别用3位无符号二进制整数来表示,将它们连接在一起所组成的6位无符号二进制数就形成了个体的基因型,表示一个可行解。 如一下表格表示基因型和表现型之间的对应关系: 个体 基因型 表现型 1 111001 (7,1) 2 100111 (4,7) 3 011011 (3,3) 4 101110 (5,6)

这是一个非常简单的遗传算法源代码。对一特定的应用修正

这是一个非常简单的遗传算法源代码。对一特定的应用修正此代码,用户只需改变常数的定义并且定义“评价函数”即可。注意代码的设计是求最大值,其中的目标函数只能取正值;且函数值和个体的适应值之间没有区别。该系统使用比率选择、精华模型、单点杂交和均匀变异。如果用Gaussian变异替换均匀变异,可能得到更好的效果。代码没有任何图形,甚至也没有屏幕输出,主要是保证在平台之间的高可移植性。读者可以从https://www.360docs.net/doc/ea14896289.html,,目录coe/evol中的文件prog.c 中获得。要求输入的文件应该命名为‘gadata.txt’;系统产生的输出文件为 ‘galog.txt’。输入的文件由几行组成:数目对应于变量数。且每一行提供次序——对应于变量的上下界。如第一行为第一个变量提供上下界,第二行为第二个变量提供上下界,等等。 /**************************************************************************/ /* This is a simple genetic algorithm implementation where the */ /* evaluation function takes positive values only and the */ /* fitness of an individual is the same as the value of the */ /* objective function */ /**************************************************************************/ #include #include #include /* Change any of these parameters to match your needs */ #define POPSIZE 50 /* population size */ #define MAXGENS 1000 /* max. number of generations */ #define NVARS 3 /* no. of problem variables */ #define PXOVER 0.8 /* probability of crossover */ #define PMUTATION 0.15 /* probability of mutation */ #define TRUE 1 #define FALSE 0 int generation; /* current generation no. */ int cur_best; /* best individual */ FILE *galog; /* an output file */ struct genotype /* genotype (GT), a member of the population */ { double gene[NVARS]; /* a string of variables */ double fitness; /* GT's fitness */ double upper[NVARS]; /* GT's variables upper bound */

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