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- [01 飞蛾扑火算法介绍](#01 飞蛾扑火算法介绍)
- [02 飞蛾扑火算法伪代码](#02 飞蛾扑火算法伪代码)
- [03 基于Matlab的部分飞蛾扑火MFO算法](#03 基于Matlab的部分飞蛾扑火MFO算法)
- [04 参考文献](#04 参考文献)
01 飞蛾扑火算法介绍
飞蛾扑火算法(Moth-Flame Optimization,MFO)是一种基于自然界飞蛾行为的群体智能优化算法。该算法由 Seyedali Mirjalili 于 2015 年提出,灵感来自于飞蛾在夜间导航时会被光源吸引的行为。飞蛾扑火算法通过模拟飞蛾绕着火焰(光源)螺旋飞行的轨迹,寻找最优解。
02 飞蛾扑火算法伪代码
python
初始化飞蛾群体的位置
计算飞蛾群体的适应度值
初始化火焰的位置和适应度值
while (未达到最大迭代次数)
根据当前火焰更新飞蛾的位置
计算飞蛾的新适应度值
更新火焰的位置和适应度值
记录当前迭代的最优适应度值
迭代计数器加1
end while
03 基于Matlab的部分飞蛾扑火MFO算法
matlab
%% 定义算法参数
N=50;%种群规模
Max_iteration=50;%最大迭代代数
lb=-0.5;%下限
ub=0.5;%上限
%初始化飞蛾的位置
Moth_pos=initialization(N,dim,ub,lb);
Convergence_curve=zeros(1,Max_iteration);
Iteration=1;
tic;
while Iteration<Max_iteration+1
% 公式
Flame_no=round(N-Iteration*((N-1)/Max_iteration));
for i=1:size(Moth_pos,1)
%检查飞蛾是否不在搜索空间
Flag4ub=Moth_pos(i,:)>ub;
Flag4lb=Moth_pos(i,:)<lb;
Moth_pos(i,:)=(Moth_pos(i,:).*(~(Flag4ub+Flag4lb)))+ub.*Flag4ub+lb.*Flag4lb;
% 计算适应度函数
X=Moth_pos(i,:);
Moth_fitness(1,i)=Objfun1(X,P_train,T_train,hiddennum,P_test,T_test);
% Moth_fitness(1,i)=fobj(Moth_pos(i,:));
end
if Iteration==1
% 对第一批飞蛾进行分类
[fitness_sorted I]=sort(Moth_fitness);
sorted_population=Moth_pos(I,:);
% 更新
best_flames=sorted_population;
best_flame_fitness=fitness_sorted;
else
% 排序
double_population=[previous_population;best_flames];
double_fitness=[previous_fitness best_flame_fitness];
[double_fitness_sorted I]=sort(double_fitness);
double_sorted_population=double_population(I,:);
fitness_sorted=double_fitness_sorted(1:N);
sorted_population=double_sorted_population(1:N,:);
% 更新
best_flames=sorted_population;
best_flame_fitness=fitness_sorted;
end
% 更新目前获得的最佳火焰位置
Best_flame_score=fitness_sorted(1);
Best_flame_pos=sorted_population(1,:);
previous_population=Moth_pos;
previous_fitness=Moth_fitness;
% a从-1到-2线性递减
a=-1+Iteration*((-1)/Max_iteration);
未完...
end
代码解释:
-
初始化:
- 初始化飞蛾的位置和适应度。
- 初始化收敛曲线和迭代计数器。
-
主循环:
- 每次迭代更新火焰的数量。
- 检查并修正飞蛾的位置,确保在搜索空间内。
- 计算每个飞蛾的适应度值。
- 对飞蛾进行排序,更新火焰。
- 更新最佳火焰的位置和适应度值。
- 更新a值,使其线性递减。
- 根据螺旋飞行路径更新飞蛾的位置。
- 存储当前迭代的最佳适应度值,并绘制收敛曲线。
-
收敛判断:
- 迭代达到最大次数后,输出最优解。
通过这些步骤,飞蛾扑火算法能够有效地搜索全局最优解,并且在多种优化问题中表现良好。
04 参考文献
Seyedali Mirjalili, Moth-flame optimization algorithm: A novel nature-inspired heuristic paradigm, Knowledge-Based Systems,
Volume 89, 2015.