【智能优化算法-黑猩猩算法】基于增强型黑猩猩优化器算法求解单目标优化问题附matlab代码
1 內容介紹
This article proposes a novel metaheuristic algorithm called Chimp Optimization Algorithm (ChOA) inspired by the individual intelligence and sexual motivation of chimps in their group hunting, which is different from the other social predators. ChOA is designed to further alleviate the two problems of slow convergence speed and trapping in local optima in solving high-dimensional problems. In this article, a mathematical model of diverse intelligence and sexual motivation is proposed. Four types of chimps entitled attacker, barrier, chaser, and driver are employed for simulating the diverse intelligence. Moreover, the four main steps of hunting, driving, blocking, and attacking, are implemented. Afterward, the algorithm is tested on 30 well-known benchmark functions, and the results are compared to four newly proposed meta-heuristic algorithms in term of convergence speed, the probability of getting stuck in local minimums, and the accuracy of obtained results. The results indicate that the ChOA outperforms the other benchmark optimization algorithms.
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2 仿真代碼
%___________________________________________________________________%
% ?Dimension Learning Based Chimp Optimizer for Solving Engineering ? ? ? ? ?%
% ?Problems (I-ChoA) source codes version 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Developed in MATLAB R2018a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Author and programmer: Dr. Narinder Singh, Department of Mathematics,?
?% Punjabi University, Patiala, Punjab, INDIA ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ?e-Mail:narindersinghgoria@gmail.com ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Dr-Narinder-Singh?
% Google Scholar:
% https://scholar.google.co.in/citations?user=ypebIpIAAAAJ&hl=en?
%___________________________________________________________________%
%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ %
% You can simply define your cost in a seperate file and load its handle to fobj?
% The initial parameters that you need are:
%__________________________________________
% fobj = @YourCostFunction
% dim = number of your variables
% Max_iteration = maximum number of generations
% N = number of search agents
% lb=[lb1,lb2,...,lbn] where lbn is the lower bound of variable n
% ub=[ub1,ub2,...,ubn] where ubn is the upper bound of variable n
% If all the variables have equal lower bound you can just
% define lb and ub as two single number numbers
%##########################################################################
%##########################################################################
%___________________________________________________________________%
% ?Dimension Learning Based Chimp Optimizer for Solving Engineering ? ? ? ? ?%
% ?Problems (I-ChoA) source codes version 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Developed in MATLAB R2018a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Author and programmer: Dr. Narinder Singh, Department of Mathematics,?
?% Punjabi University, Patiala, Punjab, INDIA ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ?e-Mail:narindersinghgoria@gmail.com ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Dr-Narinder-Singh?
% Google Scholar:
% https://scholar.google.co.in/citations?user=ypebIpIAAAAJ&hl=en?
%___________________________________________________________________%
%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ %
% You can simply define your cost in a seperate file and load its handle to fobj?
% The initial parameters that you need are:
%__________________________________________
% fobj = @YourCostFunction
% dim = number of your variables
% Max_iteration = maximum number of generations
% N = number of search agents
% lb=[lb1,lb2,...,lbn] where lbn is the lower bound of variable n
% ub=[ub1,ub2,...,ubn] where ubn is the upper bound of variable n
% If all the variables have equal lower bound you can just
% define lb and ub as two single number numbers
%##########################################################################
%##########################################################################
function [lb,ub,dim,fobj] = Get_Functions_details(F)
switch F
? ? case 'F1'
? ? ? ? fobj = @F1;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F2'
? ? ? ? fobj = @F2;
? ? ? ? lb=-10;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F3'
? ? ? ? fobj = @F3;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F4'
? ? ? ? fobj = @F4;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F5'
? ? ? ? fobj = @F5;
? ? ? ? lb=-30;
? ? ? ? ub=30;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F6'
? ? ? ? fobj = @F6;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F7'
? ? ? ? fobj = @F7;
? ? ? ? lb=-1.28;
? ? ? ? ub=1.28;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F8'
? ? ? ? fobj = @F8;
? ? ? ? lb=-500;
? ? ? ? ub=500;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F9'
? ? ? ? fobj = @F9;
? ? ? ? lb=-5.12;
? ? ? ? ub=5.12;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F10'
? ? ? ? fobj = @F10;
? ? ? ? lb=-32;
? ? ? ? ub=32;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F11'
? ? ? ? fobj = @F11;
? ? ? ? lb=-600;
? ? ? ? ub=600;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F12'
? ? ? ? fobj = @F12;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F13'
? ? ? ? fobj = @F13;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F14'
? ? ? ? fobj = @F14;
? ? ? ? lb=-65.536;
? ? ? ? ub=65.536;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F15'
? ? ? ? fobj = @F15;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=4;
? ? ? ??
? ? case 'F16'
? ? ? ? fobj = @F16;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F17'
? ? ? ? fobj = @F17;
? ? ? ? lb=[-5,0];
? ? ? ? ub=[10,15];
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F18'
? ? ? ? fobj = @F18;
? ? ? ? lb=-2;
? ? ? ? ub=2;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F19'
? ? ? ? fobj = @F19;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=3;
? ? ? ??
? ? case 'F20'
? ? ? ? fobj = @F20;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=6; ? ??
? ? ? ??
? ? case 'F21'
? ? ? ? fobj = @F21;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F22'
? ? ? ? fobj = @F22;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F23'
? ? ? ? fobj = @F23;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ? ? ? ? ?
end
end
% F1
function o = F1(x)
o=sum(x.^2);
end
% F2
function o = F2(x)
o=sum(abs(x))+prod(abs(x));
end
% F3
function o = F3(x)
dim=size(x,2);
o=0;
for i=1:dim
? ? o=o+sum(x(1:i))^2;
end
end
% F4
function o = F4(x)
o=max(abs(x));
end
% F5
function o = F5(x)
dim=size(x,2);
o=sum(100*(x(2:dim)-(x(1:dim-1).^2)).^2+(x(1:dim-1)-1).^2);
end
% F6
function o = F6(x)
o=sum(abs((x+.5)).^2);
end
% F7
function o = F7(x)
dim=size(x,2);
o=sum([1:dim].*(x.^4))+rand;
end
% F8
function o = F8(x)
o=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));
end
% F9
function o = F9(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2-10*cos(2*pi.*x))+10*dim;
end
% F10
function o = F10(x)
dim=size(x,2);
o=-20*exp(-.2*sqrt(sum(x.^2)/dim))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dim)+20+exp(1);
end
% F11
function o = F11(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dim])))+1;
end
% F12
function o = F12(x)
dim=size(x,2);
o=(pi/dim)*(10*((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dim-1)+1)./4).^2).*...
(1+10.*((sin(pi.*(1+(x(2:dim)+1)./4)))).^2))+((x(dim)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));
end
% F13
function o = F13(x)
dim=size(x,2);
o=.1*((sin(3*pi*x(1)))^2+sum((x(1:dim-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dim))).^2))+...
((x(dim)-1)^2)*(1+(sin(2*pi*x(dim)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));
end
% F14
function o = F14(x)
aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...
-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];
for j=1:25
? ? bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);
end
o=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);
end
% F15
function o = F15(x)
aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];
bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;
o=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);
end
% F16
function o = F16(x)
o=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)*x(2)-4*(x(2)^2)+4*(x(2)^4);
end
% F17
function o = F17(x)
o=(x(2)-(x(1)^2)*5.1/(4*(pi^2))+5/pi*x(1)-6)^2+10*(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;
end
% F18
function o = F18(x)
o=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14*x(1)+3*(x(1)^2)-14*x(2)+6*x(1)*x(2)+3*x(2)^2))*...
? ? (30+(2*x(1)-3*x(2))^2*(18-32*x(1)+12*(x(1)^2)+48*x(2)-36*x(1)*x(2)+27*(x(2)^2)));
end
% F19
function o = F19(x)
aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F20
function o = F20(x)
aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];
cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;...
.2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F21
function o = F21(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:5
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F22
function o = F22(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:7
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F23
function o = F23(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:10
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
function o=Ufun(x,a,k,m)
o=k.*((x-a).^m).*(x>a)+k.*((-x-a).^m).*(x<(-a));
end
function [lb,ub,dim,fobj] = Get_Functions_details(F)
switch F
? ? case 'F1'
? ? ? ? fobj = @F1;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F2'
? ? ? ? fobj = @F2;
? ? ? ? lb=-10;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F3'
? ? ? ? fobj = @F3;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F4'
? ? ? ? fobj = @F4;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F5'
? ? ? ? fobj = @F5;
? ? ? ? lb=-30;
? ? ? ? ub=30;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F6'
? ? ? ? fobj = @F6;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F7'
? ? ? ? fobj = @F7;
? ? ? ? lb=-1.28;
? ? ? ? ub=1.28;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F8'
? ? ? ? fobj = @F8;
? ? ? ? lb=-500;
? ? ? ? ub=500;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F9'
? ? ? ? fobj = @F9;
? ? ? ? lb=-5.12;
? ? ? ? ub=5.12;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F10'
? ? ? ? fobj = @F10;
? ? ? ? lb=-32;
? ? ? ? ub=32;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F11'
? ? ? ? fobj = @F11;
? ? ? ? lb=-600;
? ? ? ? ub=600;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F12'
? ? ? ? fobj = @F12;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F13'
? ? ? ? fobj = @F13;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F14'
? ? ? ? fobj = @F14;
? ? ? ? lb=-65.536;
? ? ? ? ub=65.536;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F15'
? ? ? ? fobj = @F15;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=4;
? ? ? ??
? ? case 'F16'
? ? ? ? fobj = @F16;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F17'
? ? ? ? fobj = @F17;
? ? ? ? lb=[-5,0];
? ? ? ? ub=[10,15];
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F18'
? ? ? ? fobj = @F18;
? ? ? ? lb=-2;
? ? ? ? ub=2;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F19'
? ? ? ? fobj = @F19;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=3;
? ? ? ??
? ? case 'F20'
? ? ? ? fobj = @F20;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=6; ? ??
? ? ? ??
? ? case 'F21'
? ? ? ? fobj = @F21;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F22'
? ? ? ? fobj = @F22;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F23'
? ? ? ? fobj = @F23;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ? ? ? ? ?
end
end
% F1
function o = F1(x)
o=sum(x.^2);
end
% F2
function o = F2(x)
o=sum(abs(x))+prod(abs(x));
end
% F3
function o = F3(x)
dim=size(x,2);
o=0;
for i=1:dim
? ? o=o+sum(x(1:i))^2;
end
end
% F4
function o = F4(x)
o=max(abs(x));
end
% F5
function o = F5(x)
dim=size(x,2);
o=sum(100*(x(2:dim)-(x(1:dim-1).^2)).^2+(x(1:dim-1)-1).^2);
end
% F6
function o = F6(x)
o=sum(abs((x+.5)).^2);
end
% F7
function o = F7(x)
dim=size(x,2);
o=sum([1:dim].*(x.^4))+rand;
end
% F8
function o = F8(x)
o=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));
end
% F9
function o = F9(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2-10*cos(2*pi.*x))+10*dim;
end
% F10
function o = F10(x)
dim=size(x,2);
o=-20*exp(-.2*sqrt(sum(x.^2)/dim))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dim)+20+exp(1);
end
% F11
function o = F11(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dim])))+1;
end
% F12
function o = F12(x)
dim=size(x,2);
o=(pi/dim)*(10*((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dim-1)+1)./4).^2).*...
(1+10.*((sin(pi.*(1+(x(2:dim)+1)./4)))).^2))+((x(dim)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));
end
% F13
function o = F13(x)
dim=size(x,2);
o=.1*((sin(3*pi*x(1)))^2+sum((x(1:dim-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dim))).^2))+...
((x(dim)-1)^2)*(1+(sin(2*pi*x(dim)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));
end
% F14
function o = F14(x)
aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...
-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];
for j=1:25
? ? bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);
end
o=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);
end
% F15
function o = F15(x)
aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];
bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;
o=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);
end
% F16
function o = F16(x)
o=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)*x(2)-4*(x(2)^2)+4*(x(2)^4);
end
% F17
function o = F17(x)
o=(x(2)-(x(1)^2)*5.1/(4*(pi^2))+5/pi*x(1)-6)^2+10*(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;
end
% F18
function o = F18(x)
o=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14*x(1)+3*(x(1)^2)-14*x(2)+6*x(1)*x(2)+3*x(2)^2))*...
? ? (30+(2*x(1)-3*x(2))^2*(18-32*x(1)+12*(x(1)^2)+48*x(2)-36*x(1)*x(2)+27*(x(2)^2)));
end
% F19
function o = F19(x)
aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F20
%This function is used for L-SHADE bound checking
function vi = boundConstraint (vi, pop, lu)
% if the boundary constraint is violated, set the value to be the middle
% of the previous value and the bound
%
[NP, D] = size(pop); ?% the population size and the problem's dimension
%% check the lower bound
xl = repmat(lu(1, :), NP, 1);
pos = vi < xl;
vi(pos) = (pop(pos) + xl(pos)) / 2;
%% check the upper bound
xu = repmat(lu(2, :), NP, 1);
pos = vi > xu;
vi(pos) = (pop(pos) + xu(pos)) / 2;
end
function o = F20(x)
aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];
cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;...
.2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F21
function o = F21(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:5
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F22
function o = F22(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:7
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F23
function o = F23(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:10
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
function o=Ufun(x,a,k,m)
o=k.*((x-a).^m).*(x>a)+k.*((-x-a).^m).*(x<(-a));
end
%_
%___________________________________________________________________%
% ?Dimension Learning Based Chimp Optimizer for Solving Engineering ? ? ? ? ?%
% ?Problems (I-ChoA) source codes version 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Developed in MATLAB R2018a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Author and programmer: Dr. Narinder Singh, Department of Mathematics,?
?% Punjabi University, Patiala, Punjab, INDIA ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ?e-Mail:narindersinghgoria@gmail.com ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Dr-Narinder-Singh?
% Google Scholar:
% https://scholar.google.co.in/citations?user=ypebIpIAAAAJ&hl=en?
%___________________________________________________________________%
%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ %
% You can simply define your cost in a seperate file and load its handle to fobj?
% The initial parameters that you need are:
%__________________________________________
% fobj = @YourCostFunction
% dim = number of your variables
% Max_iteration = maximum number of generations
% N = number of search agents
% lb=[lb1,lb2,...,lbn] where lbn is the lower bound of variable n
% ub=[ub1,ub2,...,ubn] where ubn is the upper bound of variable n
% If all the variables have equal lower bound you can just
% define lb and ub as two single number numbers
%##########################################################################
%##########################################################################
function [lb,ub,dim,fobj] = Get_Functions_details(F)
switch F
? ? case 'F1'
? ? ? ? fobj = @F1;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F2'
? ? ? ? fobj = @F2;
? ? ? ? lb=-10;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F3'
? ? ? ? fobj = @F3;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F4'
? ? ? ? fobj = @F4;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F5'
? ? ? ? fobj = @F5;
? ? ? ? lb=-30;
? ? ? ? ub=30;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F6'
? ? ? ? fobj = @F6;
? ? ? ? lb=-100;
? ? ? ? ub=100;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F7'
? ? ? ? fobj = @F7;
? ? ? ? lb=-1.28;
? ? ? ? ub=1.28;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F8'
? ? ? ? fobj = @F8;
? ? ? ? lb=-500;
? ? ? ? ub=500;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F9'
? ? ? ? fobj = @F9;
? ? ? ? lb=-5.12;
? ? ? ? ub=5.12;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F10'
? ? ? ? fobj = @F10;
? ? ? ? lb=-32;
? ? ? ? ub=32;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F11'
? ? ? ? fobj = @F11;
? ? ? ? lb=-600;
? ? ? ? ub=600;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F12'
? ? ? ? fobj = @F12;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F13'
? ? ? ? fobj = @F13;
? ? ? ? lb=-50;
? ? ? ? ub=50;
? ? ? ? dim=30;
? ? ? ??
? ? case 'F14'
? ? ? ? fobj = @F14;
? ? ? ? lb=-65.536;
? ? ? ? ub=65.536;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F15'
? ? ? ? fobj = @F15;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=4;
? ? ? ??
? ? case 'F16'
? ? ? ? fobj = @F16;
? ? ? ? lb=-5;
? ? ? ? ub=5;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F17'
? ? ? ? fobj = @F17;
? ? ? ? lb=[-5,0];
? ? ? ? ub=[10,15];
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F18'
? ? ? ? fobj = @F18;
? ? ? ? lb=-2;
? ? ? ? ub=2;
? ? ? ? dim=2;
? ? ? ??
? ? case 'F19'
? ? ? ? fobj = @F19;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=3;
? ? ? ??
? ? case 'F20'
? ? ? ? fobj = @F20;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=1;
? ? ? ? dim=6; ? ??
? ? ? ??
? ? case 'F21'
? ? ? ? fobj = @F21;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F22'
? ? ? ? fobj = @F22;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ?
? ? ? ??
? ? case 'F23'
? ? ? ? fobj = @F23;
? ? ? ? lb=0;
? ? ? ? ub=10;
? ? ? ? dim=4; ? ? ? ? ? ?
end
end
% F1
function o = F1(x)
o=sum(x.^2);
end
% F2
function o = F2(x)
o=sum(abs(x))+prod(abs(x));
end
% F3
function o = F3(x)
dim=size(x,2);
o=0;
for i=1:dim
? ? o=o+sum(x(1:i))^2;
end
end
% F4
function o = F4(x)
o=max(abs(x));
end
% F5
function o = F5(x)
dim=size(x,2);
o=sum(100*(x(2:dim)-(x(1:dim-1).^2)).^2+(x(1:dim-1)-1).^2);
end
% F6
function o = F6(x)
o=sum(abs((x+.5)).^2);
end
% F7
function o = F7(x)
dim=size(x,2);
o=sum([1:dim].*(x.^4))+rand;
end
% F8
function o = F8(x)
o=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));
end
% F9
function o = F9(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2-10*cos(2*pi.*x))+10*dim;
end
% F10
function o = F10(x)
dim=size(x,2);
o=-20*exp(-.2*sqrt(sum(x.^2)/dim))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dim)+20+exp(1);
end
% F11
function o = F11(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dim])))+1;
end
% F12
function o = F12(x)
dim=size(x,2);
o=(pi/dim)*(10*((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dim-1)+1)./4).^2).*...
(1+10.*((sin(pi.*(1+(x(2:dim)+1)./4)))).^2))+((x(dim)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));
end
% F13
function o = F13(x)
dim=size(x,2);
o=.1*((sin(3*pi*x(1)))^2+sum((x(1:dim-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dim))).^2))+...
((x(dim)-1)^2)*(1+(sin(2*pi*x(dim)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));
end
% F14
function o = F14(x)
aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...
-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];
for j=1:25
? ? bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);
end
o=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);
end
% F15
function o = F15(x)
aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];
bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;
o=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);
end
% F16
function o = F16(x)
o=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)*x(2)-4*(x(2)^2)+4*(x(2)^4);
end
% F17
function o = F17(x)
o=(x(2)-(x(1)^2)*5.1/(4*(pi^2))+5/pi*x(1)-6)^2+10*(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;
end
% F18
function o = F18(x)
o=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14*x(1)+3*(x(1)^2)-14*x(2)+6*x(1)*x(2)+3*x(2)^2))*...
? ? (30+(2*x(1)-3*x(2))^2*(18-32*x(1)+12*(x(1)^2)+48*x(2)-36*x(1)*x(2)+27*(x(2)^2)));
end
% F19
function o = F19(x)
aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F20
function o = F20(x)
aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];
cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;...
.2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];
o=0;
for i=1:4
? ? o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F21
function o = F21(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:5
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F22
function o = F22(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:7
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F23
function o = F23(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:10
? ? o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
function o=Ufun(x,a,k,m)
o=k.*((x-a).^m).*(x>a)+k.*((-x-a).^m).*(x<(-a));
end
%This function is used for L-SHADE bound checking
function vi = boundConstraint (vi, pop, lu)
% if the boundary constraint is violated, set the value to be the middle
% of the previous value and the bound
%
[NP, D] = size(pop); ?% the population size and the problem's dimension
%% check the lower bound
xl = repmat(lu(1, :), NP, 1);
pos = vi < xl;
vi(pos) = (pop(pos) + xl(pos)) / 2;
%% check the upper bound
xu = repmat(lu(2, :), NP, 1);
pos = vi > xu;
vi(pos) = (pop(pos) + xu(pos)) / 2;
end
__________________________________________________________________%
% ?Dimension Learning Based Chimp Optimizer for Solving Engineering ? ? ? ? ?%
% ?Problems (I-ChoA) source codes version 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Developed in MATLAB R2018a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% You can simply define your cost in a seperate file and load its handle to fobj?
% The initial parameters that you need are:
%__________________________________________
% fobj = @YourCostFunction
% dim = number of your variables
% Max_iteration = maximum number of generations
% N = number of search agents
% lb=[lb1,lb2,...,lbn] where lbn is the lower bound of variable n
% ub=[ub1,ub2,...,ubn] where ubn is the upper bound of variable n
% If all the variables have equal lower bound you can just
% define lb and ub as two single number numbers
%##########################################################################
%##########################################################################
close all
clear
clc
Algorithm_Name = 'I-ChoA';
N = 30; % Number of search agents
SearchAgents_no =N;
Function_name='F2'; % Name of the test function that can be from F1 to F23 (Table 1,2,3 in the paper)
Max_iteration = 500; % Maximum numbef of iterations
% Load details of the selected benchmark function
[lb,ub,dim,fobj]=Get_Functions_details(Function_name);
[ABest_scoreChimp1,ABest_posChimp1,IChoA_curve]=IChoA(SearchAgents_no,Max_iteration,lb,ub,dim,fobj);
figure('Position',[500 500 660 290])
%Draw search space
subplot(1,2,1);
func_plot(Function_name);
title('Parameter space')
xlabel('x_1');
ylabel('x_2');
zlabel([Function_name,'( x_1 , x_2 )'])
%Draw objective space
subplot(1,2,2);
semilogy(IChoA_curve,'Color','r')
title('Objective space')
xlabel('Iteration');
ylabel('Best score obtained so far');
axis tight
grid on
box on
legend('I-ChoA')
%___________________________________________________________________%
% ?Dimension Learning Based Chimp Optimizer for Solving Engineering ? ? ? ? ?%
% ?Problems (I-ChoA) source codes version 1.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Developed in MATLAB R2018a ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ?Author and programmer: Dr. Narinder Singh, Department of Mathematics,?
?% Punjabi University, Patiala, Punjab, INDIA ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?%
% ?e-Mail:narindersinghgoria@gmail.com ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? %
% ResearchGate:https://www.researchgate.net/profile/Dr-Narinder-Singh?
% Google Scholar:
% https://scholar.google.co.in/citations?user=ypebIpIAAAAJ&hl=en?
%___________________________________________________________________%
%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ %
% You can simply define your cost in a seperate file and load its handle to fobj?
% The initial parameters that you need are:
%__________________________________________
% fobj = @YourCostFunction
% dim = number of your variables
% Max_iteration = maximum number of generations
% N = number of search agents
% lb=[lb1,lb2,...,lbn] where lbn is the lower bound of variable n
% ub=[ub1,ub2,...,ubn] where ubn is the upper bound of variable n
% If all the variables have equal lower bound you can just
% define lb and ub as two single number numbers
%##########################################################################
%##########################################################################
% This function initialize the first population of search agents
function Positions=initialization(SearchAgents_no,dim,ub,lb)
Boundary_no= size(ub,2); % numnber of boundaries
% If the boundaries of all variables are equal and user enter a signle
% number for both ub and lb
if Boundary_no==1
? ? Positions=rand(SearchAgents_no,dim).*(ub-lb)+lb;
end
% If each variable has a different lb and ub
if Boundary_no>1
? ? for i=1:dim
? ? ? ? ub_i=ub(i);
? ? ? ? lb_i=lb(i);
? ? ? ? Positions(:,i)=rand(SearchAgents_no,1).*(ub_i-lb_i)+lb_i;
? ? end
end
3 運行結果
4 參考文獻
[1]劉成漢, 何慶. 融合多策略的黃金正弦黑猩猩優化算法[J]. 自動化學報, 2021, 47:1-14.
[2]李少波, 蒲睿強, 周鵬,等. 一種改進的混合黑猩猩優化算法:.?
博主簡介:擅長智能優化算法、神經網絡預測、信號處理、元胞自動機、圖像處理、路徑規劃、無人機等多種領域的Matlab仿真,相關matlab代碼問題可私信交流。
部分理論引用網絡文獻,若有侵權聯系博主刪除。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【智能优化算法-黑猩猩算法】基于增强型黑猩猩优化器算法求解单目标优化问题附matlab代码的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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