elber25977 发表于 2024-7-15 18:27

基于matlab的GA遗传优化计算抛物线的最大值

1.算法描述
遗传算法GA把问题的解暗示成“染色体”,在算法中也便是以二进制编码的串。而且,在执行遗传算法之前,给出一群“染色体”,也便是假设解。然后,把这些假设解置于问题的“环境”中,并按适者保留的原则,从中选择出较适应环境的“染色体”进行复制,再通过交叉,变异过程发生更适应环境的新一代“染色体”群。这样,一代一代地进化,最后就会收敛到最适应环境的一个“染色体”上,它就是问题的最优解。
其主要法式如下:
1.初始化
选择一个群体,即选择一个串或个体的调集bi,i=1,2,...n。这个初始的群体也就是问题假设解的调集。一般取n=30-160。
凡是以随机方式发生串或个体的调集bi,i=1,2,...n。问题的最优解将通过这些初始假设解进化而求出。
2.选择
按照适者保留原则选择下一代的个体。在选择时,以适应度为选择原则。适应度准则浮现了适者保留,不适应者裁减的自然法例。
给出方针函数f,则f(bi)称为个体bi的适应度。以
为选中bi为下一代个体的次数。
显然.从式(3—86)可知:
(1)适应度较高的个体,繁殖下一代的数目较多。
(2)适应度较小的个体,繁殖下一代的数目较少;甚至被裁减。
这样,就发生了对环境适应能力较强的儿女。对于问题求解角度来讲,就是选择出和最优解较接近的中间解。
3.交叉
对于选顶用于繁殖下一代的个体,随机地选择两个个体的不异位置,按交叉概率P。在选中的位置实行交换。这个过程反映了随机信息交换;目的在于发生新的基因组合,也即发生新的个体。交叉时,可实行单点交叉或多点交叉。
2.仿真效果预览
matlab2022a仿真成果如下:








3.MATLAB核心法式
popsize=50;                      %群体大小
chromlength=10;                  %字符串长度(个体长度)
pc=0.6;                        %交叉概率,只有在随机数小于pc时,才会发生交叉
pm=0.001;                        %变异概率


pop=initpop(popsize,chromlength);                     %随机发生初始群体
for i=1:100                                          %20为遗传代数
      =calobjvalue(pop);                  %计算方针函数
      fitvalue=calfitvalue(objvalue);               %计算群体中每个个体的适应度

      =selection(pop,fitvalue);               
%复制
      =crossover(newpop,pc);            
%交叉
      =mutation(newpop1,pc);            
%变异
      
      =calobjvalue(newpop2);               
%计算方针函数
      fitvalue=calfitvalue(objvalue);                     
%计算群体中每个个体的适应度
      
      =best(newpop2,fitvalue);                  %求出群体中适应值最大的个体及其适应值
      y(i)=bestfit;                                                       %返回的 y 是自适应度值,而非函数值
      x(i)=decodechrom(bestindividual,1,chromlength)*50/1023;             %将自变量解码成十进制
      pop=newpop2;
end


fplot('-x.*x+50.*x+12',)
hold on
plot(x,y,'r*')                                          
hold on

=max(y);             %计算最大值及其位置
xfm=x(index)                   %计算最大值对应的x值
ymax=z
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