粒子群算法实验报告.docx
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粒子群算法实验报告
粒子群理论
实验报告
一、实验目的及要求
1、目的
通过编写、调试程序采用粒子群理论的方法，计算最小值问题的最优解。
2、主要工作
（1、编写、调试程序
（2、利用编写的程序进行仿真分析，找出规律
二、实验结果与数据处理
不好意思，教员，我的程序实在是调不了，问了好几个人，调试时也按照您说的在打印环节设置了断点，但执行过后，跟踪的变量值都有，就是打印不出来，请教员帮忙看下。
由于程序打印存在问题，故实验数据只能靠自己一步一步调试观察得来，故不能一一列出。
这部分将在下面的经验总结中予以体现。
三、经验总结
通过此次编写粒子群算法的程序，我对粒子群算法有了进一步的认识和熟悉，感觉这个方面还存在很多不足。
主要有：
1、初值的选取随意性较大，可以事先手算一下，估计出一个较为理想的初值。
这样可以减少一部分计算量，而且有利于下步的加速度选取有一定帮助。
2、速度的限制范围对结果很重要，不能过大亦不能过小，这需要根据实际情况进行确定。
3、迭代的代数过多反而会使结果变差。
附：
主程序
//MainFrm.cpp:
implementationoftheCMainFrameclass
//
#include"stdafx.h"
#include"粒子群算法.h"
#include"math.h"
#include"MainFrm.h"
#ifdef_DEBUG
#definenewDEBUG_NEW
#undefTHIS_FILE
staticcharTHIS_FILE[]=__FILE__;
#endif
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMainFrame
IMPLEMENT_DYNCREATE（CMainFrame,CFrameWnd）
BEGIN_MESSAGE_MAP（CMainFrame,CFrameWnd）
//{{AFX_MSG_MAP（CMainFrame）
ON_WM_CREATE（）
ON_COMMAND（AFX_ID_PREVIEW_CLOSE,Oncalucate）
//}}AFX_MSG_MAP
END_MESSAGE_MAP（）
staticUINTindicators[]=
{
ID_SEPARATOR,//statuslineindicator
ID_INDICATOR_CAPS,
ID_INDICATOR_NUM,
ID_INDICATOR_SCRL,
};
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMainFrameconstruction/destruction
CMainFrame:
:
CMainFrame（）
{
//TODO:
addmemberinitializationcodehere
}
CMainFrame:
:
~CMainFrame（）
{
}
intCMainFrame:
:
OnCreate（LPCREATESTRUCTlpCreateStruct）
{
if（CFrameWnd:
:
OnCreate（lpCreateStruct）==-1）
return-1;
if（!
m_wndToolBar.CreateEx（this,TBSTYLE_FLAT,WS_CHILD|WS_VISIBLE|CBRS_TOP
|CBRS_GRIPPER|CBRS_TOOLTIPS|CBRS_FLYBY|CBRS_SIZE_DYNAMIC）||
!
m_wndToolBar.LoadToolBar（IDR_MAINFRAME））
{
TRACE0（"Failedtocreatetoolbar\n"）;
return-1;//failtocreate
}
if（!
m_wndStatusBar.Create（this）||
!
m_wndStatusBar.SetIndicators（indicators,
sizeof（indicators）/sizeof（UINT）））
{
TRACE0（"Failedtocreatestatusbar\n"）;
return-1;//failtocreate
}
//TODO:
Deletethesethreelinesifyoudon'twantthetoolbarto
//bedockable
m_wndToolBar.EnableDocking（CBRS_ALIGN_ANY）;
EnableDocking（CBRS_ALIGN_ANY）;
DockControlBar（&m_wndToolBar）;
return0;
}
BOOLCMainFrame:
:
PreCreateWindow（CREATESTRUCT&cs）
{
if（!
CFrameWnd:
:
PreCreateWindow（cs））
returnFALSE;
//TODO:
ModifytheWindowclassorstylesherebymodifying
//theCREATESTRUCTcs
returnTRUE;
}
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMainFramediagnostics
#ifdef_DEBUG
voidCMainFrame:
:
AssertValid（）const
{
CFrameWnd:
:
AssertValid（）;
}
voidCMainFrame:
:
Dump（CDumpContext&dc）const
{
CFrameWnd:
:
Dump（dc）;
}
#endif//_DEBUG
/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//CMainFramemessagehandlers
voidCMainFrame:
:
Oncalucate（）//粒子群算法主程序入口
{
FILE*m_fp;//打开和关闭结果文件所用的指针
doubleGx,Gy;//最佳位置
doublex[20],y[20];//粒子的位置（x[0],y[0]表示第一个粒子的位置）
doubleLx[20],Ly[20];//当前步的所有粒子发现的最优位置，暨粒子本身的位置（L[0]为第一个粒子计算得到的函数值，计算出所有的函数值后选出最小的付给G）
doubleVx[20],Vy[20];//粒子的速度
inti,t;//循环用变量i为第i个粒子，t为迭代计算的次数
doubler1,r2;//为0，1之间的随机数，计算速度公式涉及的系数
doublehanshuzhi;//最小函数值
Gx=Gy=10000000;//给G赋初值，便于以后的比较
//创建结果文件
m_fp=fopen（"result.txt","w"）;
//fprintf（m_fp,"迭代次数（t）位置（x）位置（y）最优函数值（G）\n"）;
//产生初始位置和速度更新L和G
for（i=0;i<20;i++）//粒子数为20
{
doublea1,a2;
//产生0-1均匀分布的随机数
a1=rand（）/double（RAND_MAX）;
a2=rand（）/double（RAND_MAX）;
x[i]=a1;y[i]=a2;
a1=rand（）/double（RAND_MAX）;
a2=rand（）/double（RAND_MAX）;
Vx[i]=a1;Vy[i]=a2;//设定速度介于（0,1）之间
Lx[i]=x[i];Ly[i]=y[i];
}
//求G
for（i=0;i<20;i++）
{
if（Gx*Gx+2*Gx*Gy+3*Gy*Gy+4*Gy+5*Gx+6>=Lx[i]*Lx[i]+2*Lx[i]*Ly[i]+3*Ly[i]*Ly[i]+4*Ly[i]+5*Lx[i]+6）//求最小值
{
Gx=Lx[i];
Gy=Ly[i];
}
}
//计算以后每一步粒子的速度，t为迭代次数，总共迭代10次
for（t=1;t<=10;t++）
{
for（i=0;i<20;i++）//分别计算20个粒子的速度及位置
{
r1=rand（）/double（RAND_MAX）;
r2=rand（）/double（RAND_MAX）;
Vx[i]=（0.9+0.05*t）*Vx[i]+2.05*r2*（Gx-x[i]）;//P77这里按照要求ws为0.9，wt为0.5，tmax=10，c1=c2=2.05，简化后的该式
//速度控制
if（Vx[i]>10）
{
Vx[i]=10;
}
elseif（Vx[i]<-1）
{
Vx[i]=-1;
}
Vx[i]=Lx[i]+Vx[i];
r1=rand（）/double（RAND_MAX）;
r2=rand（）/double（RAND_MAX）;
Vy[i]=（0.9+0.05*t）*Vy[i]+2.05*r2*（Gy-y[i]）;//P77这里按照要求ws为0.9，wt为0.5，tmax=10，c1=c2=2.05，简化后的该式
//速度控制
if（Vy[i]>20）
{
Vy[i]=10;
}
elseif（Vy[i]<-20）
{
Vy[i]=10;
}
Vy[i]=Ly[i]+Vy[i];
}
//计算该步的L和G
for（i=0;i<20;i++）
{
Lx[i]=Vx[i];Ly[i]=Vy[i];
if（Gx*Gx+2*Gx*Gy+3*Gy*Gy+4*Gy+5*Gx+6>=Lx[i]*Lx[i]+2*Lx[i]*Ly[i]+3*Ly[i]*Ly[i]+4*Ly[i]+5*Lx[i]+6）//求最小值
{
Gx=Lx[i];
Gy=Ly[i];
}
}
hanshuzhi=Gx*Gx+2*Gx*Gy+3*Gy*Gy+4*Gy+5*Gx+6;
fprintf（m_fp,"t=%lfGx=%lfGy=%lf函数值=%lf\n",t,Gx,Gy,hanshuzhi）;//t每增加1，打印一次
}
fclose（m_fp）;
}
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