三个遗传算法程序【精品毕业设计】(完整版)

遗传算法程序（一）:

说明: fga.m 为遗传算法的主程序; 采用二进制Gray编码,采用基于轮盘赌法的非线性排名选择, 均匀交叉,变异操作,而且还引入了倒位操作!

function

[BestPop,Trace]=fga(FUN,LB,UB,eranum,popsize,pCross,pMutation,pInversion,opti ons)

% [BestPop,Trace]=fmaxga(FUN,LB,UB,eranum,popsize,pcross,pmutation)

% Finds a maximum of a function of several variables.

% fmaxga solves problems of the form:

% max F(X) subject to: LB <= X <= UB

% BestPop - 最优的群体即为最优的染色体群

% Trace - 最佳染色体所对应的目标函数值

% FUN - 目标函数

% LB - 自变量下限

% UB - 自变量上限

% eranum - 种群的代数,取100--1000(默认200)

% popsize - 每一代种群的规模；此可取50--200(默认100)

% pcross - 交叉概率,一般取0.5--0.85之间较好(默认0.8)

% pmutation - 初始变异概率,一般取0.05-0.2之间较好(默认0.1)

% pInversion - 倒位概率,一般取0.05

0.3之间较好(默认0.2)

% options - 1*2矩阵,options(1)=0二进制编码(默认0),option(1)~=0十进制编

%码,option(2)设定求解精度(默认1e-4)

%

% ------------------------------------------------------------------------

T1=clock;

if nargin<3, error('FMAXGA requires at least three input arguments'); end

if nargin==3,

eranum=200;popsize=100;pCross=0.8;pMutation=0.1;pInversion=0.15;options=[0 1e-4];end

if nargin==4, popsize=100;pCross=0.8;pMutation=0.1;pInversion=0.15;options=[0 1e-4];end

if nargin==5, pCross=0.8;pMutation=0.1;pInversion=0.15;options=[0 1e-4];end

if nargin==6, pMutation=0.1;pInversion=0.15;options=[0 1e-4];end

if nargin==7, pInversion=0.15;options=[0 1e-4];end

if find((LB-UB)>0)

error('数据输入错误,请重新输入(LB

end

s=sprintf('程序运行需要约%.4f 秒钟时间,请稍等......',(eranum*popsize/1000)); disp(s);

global m n NewPop children1 children2 VarNum

bounds=[LB;UB]';bits=[];VarNum=size(bounds,1);

precision=options(2);%由求解精度确定二进制编码长度

bits=ceil(log2((bounds(:,2)-bounds(:,1))' ./ precision));%由设定精度划分区间[Pop]=InitPopGray(popsize,bits);%初始化种群

[m,n]=size(Pop);

NewPop=zeros(m,n);

children1=zeros(1,n);

children2=zeros(1,n);

pm0=pMutation;

BestPop=zeros(eranum,n);%分配初始解空间BestPop,Trace

Trace=zeros(eranum,length(bits)+1);

i=1;

while i<=eranum

for j=1:m

value(j)=feval(FUN(1,:),(b2f(Pop(j,:),bounds,bits)));%计算适应度

end

[MaxValue,Index]=max(value);

BestPop(i,:)=Pop(Index,:);

Trace(i,1)=MaxValue;

Trace(i,(2:length(bits)+1))=b2f(BestPop(i,:),bounds,bits);

[selectpop]=NonlinearRankSelect(FUN,Pop,bounds,bits);%非线性排名选择[CrossOverPop]=CrossOver(selectpop,pCross,round(unidrnd(eranum-i)/eranum)); %采用多点交叉和均匀交叉，且逐步增大均匀交叉的概率

%round(unidrnd(eranum-i)/eranum)

[MutationPop]=Mutation(CrossOverPop,pMutation,VarNum);%变异[InversionPop]=Inversion(MutationPop,pInversion);%倒位

Pop=InversionPop;%更新

pMutation=pm0+(i^4)*(pCross/3-pm0)/(eranum^4);

%随着种群向前进化，逐步增大变异率至1/2交叉率

p(i)=pMutation;

i=i+1;

end

t=1:eranum;

plot(t,Trace(:,1)');

title('函数优化的遗传算法');xlabel('进化世代数(eranum)');ylabel('每一代最优适应度(maxfitness)');

[MaxFval,I]=max(Trace(:,1));

X=Trace(I,(2:length(bits)+1));

hold on; plot(I,MaxFval,'*');

text(I+5,MaxFval,['FMAX=' num2str(MaxFval)]);

str1=sprintf ('进化到%d 代,自变量为%s 时,得本次求解的最优值%f\n对应染色体是：%s',I,num2str(X),MaxFval,num2str(BestPop(I,:)));

disp(str1);

%figure(2);plot(t,p);%绘制变异值增大过程

T2=clock;

elapsed_time=T2-T1;

if elapsed_time(6)<0

elapsed_time(6)=elapsed_time(6)+60; elapsed_time(5)=elapsed_time(5)-1;

end

if elapsed_time(5)<0

elapsed_time(5)=elapsed_time(5)+60;elapsed_time(4)=elapsed_time(4)-1;

end %像这种程序当然不考虑运行上小时啦

str2=sprintf('程序运行耗时%d 小时%d 分钟%.4f 秒

',elapsed_time(4),elapsed_time(5),elapsed_time(6));

disp(str2);

%初始化种群

%采用二进制Gray编码,其目的是为了克服二进制编码的Hamming悬崖缺点function [initpop]=InitPopGray(popsize,bits)

len=sum(bits);

initpop=zeros(popsize,len);%The whole zero encoding individual

for i=2:popsize-1

pop=round(rand(1,len));

pop=mod(([0 pop]+[pop 0]),2);

%i=1时,b(1)=a(1);i>1时,b(i)=mod(a(i-1)+a(i),2)

%其中原二进制串:a(1)a(2)...a(n),Gray串:b(1)b(2)...b(n)

initpop(i,:)=pop(1:end-1);

end

initpop(popsize,:)=ones(1,len);%The whole one encoding individual

%解码

function [fval] = b2f(bval,bounds,bits)

% fval - 表征各变量的十进制数