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1、实用文案MATLAB智能算法30个案例分析第1章1、案例背景遗传算法（GeneticAlgorithm，GA）是一种进化算法，其基本原理是仿效生物界中的“物竞天择、适者生存”的演化法则。遗传算法的做法是把问题参数编码为染色体，再利用迭代的方式进行选择、交叉以及变异等运算来交换种群中染色体的信息，最终生成符合优化目标的染色体。在遗传算法中，染色体对应的是数据或数组，通常是由一维的串结构数据来表示，串上各个位置对应基因的取值。基因组成的串就是染色体，或者叫基因型个体(Individuals)。一定数量的个体组成了群体（Population)。群体中个体的数目称为群体大小（Pop
2、ulationSize），也叫群体规模。而各个个体对环境的适应程度叫做适应度(Fitness)。2、案例目录：1.1理论基础1.1.1遗传算法概述1.编码2.初始群体的生成3.适应度评估4.选择5.交叉6.变异1.1.2设菲尔德遗传算法工具箱1.工具箱简介2.工具箱添加1.2案例背景1.2.1问题描述1.简单一元函数优化2.多元函数优化1.2.2解决思路及步骤1.3MATLAB程序实现1.3.1工具箱结构1.3.2遗传算法中常用函数1.创建种群函数—crtbp2.适应度计算函数—ranking3.选择函数—select4.交叉算子函数—recombin5.变异算子函数—mu
3、t6.选择函数—reins7.实用函数—bs2rv8.实用函数—rep
标准文档实用文案1.3.3遗传算法工具箱应用举例1.简单一元函数优化2.多元函数优化1.4延伸阅读1.5参考文献3、主程序：1.简单一元函数优化：clcclearallcloseall%%画出函数图figure(1);holdon;lb=1;ub=2;%函数自变量范围【1,2】ezplot('sin(10*pi*X)/X',[lb,ub]);%画出函数曲线xlabel('自变量/X')ylabel('函数值/Y')%%定义遗传算法参数NIND=40;%个体数目MAXGEN=20;%最大遗传代数PRECI
4、=20;%变量的二进制位数GGAP=0.95;%代沟px=0.7;%交叉概率pm=0.01;%变异概率trace=zeros(2,MAXGEN);%寻优结果的初始值FieldD=[PRECI;lb;ub;1;0;1;1];%区域描述器Chrom=crtbp(NIND,PRECI);%初始种群%%优化gen=0;%代计数器X=bs2rv(Chrom,FieldD);%计算初始种群的十进制转换ObjV=sin(10*pi*X)./X;%计算目标函数值whilegen5、m,FitnV,GGAP);%选择SelCh=recombin('xovsp',SelCh,px);%重组SelCh=mut(SelCh,pm);%变异X=bs2rv(SelCh,FieldD);%子代个体的十进制转换ObjVSel=sin(10*pi*X)./X;%计算子代的目标函数值[Chrom,ObjV]=reins(Chrom,SelCh,1,1,ObjV,ObjVSel);%重插入子代到父代，得到新种群X=bs2rv(Chrom,FieldD);gen=gen+1;%代计数器增加
标准文档实用文案%获取每代的最优解及其序号，Y为最优解,I为个体的序号[Y,I]=m
6、in(ObjV);trace(1,gen)=X(I);%记下每代的最优值trace(2,gen)=Y;%记下每代的最优值endplot(trace(1,:),trace(2,:),'bo');%画出每代的最优点gridon;plot(X,ObjV,'b*');%画出最后一代的种群holdoff%%画进化图figure(2);plot(1:MAXGEN,trace(2,:));gridonxlabel('遗传代数')ylabel('解的变化')title('进化过程')bestY=trace(2,end);bestX=trace(1,end);fprintf(['最优解:
7、X=',num2str(bestX),'Y=',num2str(bestY),''])2.多元函数优化clcclearallcloseall%%画出函数图figure(1);lbx=-2;ubx=2;%函数自变量x范围【-2,2】lby=-2;uby=2;%函数自变量y范围【-2,2】ezmesh('y*sin(2*pi*x)+x*cos(2*pi*y)',[lbx,ubx,lby,uby],50);%画出函数曲线holdon;%%定义遗传算法参数NIND=40;%个体数目MAXGEN=50;%最大遗传代数
