基于多目标鱼鹰优化算法(MOOOA)的多目标优化+支持46个标准测试函数+9种指标评估+4个工程应用问题Matlab源码

📊 研究背景

本代码实现了一个多目标鱼鹰优化算法(MOOOA)的MATLAB代码。在多目标优化领域,需要同时优化多个目标函数,并找到一组权衡解(Pareto前沿),而非单一最优解。本系统包含了50个标准测试函数和工程应用案例,为多目标优化算法的研究和应用提供了完整的评估平台。

🎯 主要功能

多目标优化求解:使用MOOOA算法求解2-3目标的多目标优化问题

测试函数库:集成50个标准测试问题,包括:

经典测试函数(ZDT、DTLZ系列)

复杂测试函数(WFG、UF、CF系列)

实际工程问题(隧道工程、高铁设计、制动器设计等)

性能评估:计算8种多目标优化性能指标

可视化展示:提供2D/3D Pareto前沿可视化

结果分析:自动生成详细的性能指标报告和对比图表

🔧 算法步骤(MOOOA)

初始化阶段

随机生成初始种群(Np个个体)

初始化外部存档(Archive)用于存储非支配解

设置算法参数和环境模型

迭代优化过程

后处理阶段

输出最终的Pareto前沿解集

计算各项性能指标

可视化展示结果

🛠️ 技术路线

text

数据准备 → 算法初始化 → 迭代优化 → 结果评估 → 可视化分析

↓ ↓ ↓ ↓ ↓

测试函数 参数设置 MOOOA算法 指标计算 2D/3D绘图

(1-50) (Np,Nr,maxgen) → (IGD,GD,HV...) → 性能对比

参数设定

matlab

% 算法主要参数

params.Np = 100; % 种群大小,影响探索能力

params.Nr = 200; % 外部存档大小,决定最终解的数量

params.maxgen = 30; % 最大迭代次数,控制计算时间

% 测试问题选择

TestProblem = 1-50; % 选择要测试的问题编号

运行环境

编程语言:MATLAB(推荐R2020a及以上版本)

应用场景

学术研究:多目标优化算法对比分析、新算法开发验证

工程设计:机械设计优化、结构优化、参数调优

经济决策:投资组合优化、资源分配、风险管理

工程应用:

隧道工程造价设计(案例47)

高铁成本辐射区域优化(案例48)

盘式制动器设计优化(案例49)

CPOBP多目标寻优,仅调用(案例50)

教学示范:多目标优化理论的教学演示和实验

📊 性能指标说明

系统计算8种多目标优化性能指标:

IGD:反向世代距离,衡量收敛性和多样性(越小越好)

GD:世代距离,衡量收敛性(越小越好)

HV:超体积,衡量解集的综合质量(越大越好)

Spacing:间距,衡量解集分布均匀性(越小越好)

CPF:覆盖前沿比例(越大越好)

Coverage:覆盖度(越大越好)

DeltaP:扩展性指标(越小越好)

PD:多样性指标(越小越好)

matlab 复制代码
Generation #0 - Repository size: 100
Generation #1 - Repository size: 9
Generation #2 - Repository size: 42
Generation #3 - Repository size: 93
Generation #4 - Repository size: 141
Generation #5 - Repository size: 198
Generation #6 - Repository size: 200
Generation #7 - Repository size: 200
Generation #8 - Repository size: 200
Generation #9 - Repository size: 200
Generation #10 - Repository size: 200
Generation #11 - Repository size: 200
Generation #12 - Repository size: 200
Generation #13 - Repository size: 200
Generation #14 - Repository size: 199
Generation #15 - Repository size: 200
Generation #16 - Repository size: 200
Generation #17 - Repository size: 200
Generation #18 - Repository size: 200
Generation #19 - Repository size: 200
Generation #20 - Repository size: 200
Generation #21 - Repository size: 200
Generation #22 - Repository size: 200
Generation #23 - Repository size: 200
Generation #24 - Repository size: 200
Generation #25 - Repository size: 200
Generation #26 - Repository size: 200
Generation #27 - Repository size: 200
Generation #28 - Repository size: 200
Generation #29 - Repository size: 200
Generation #30 - Repository size: 199
优化算法: MOOOA | 测试问题: zdt3
【收敛性指标】
IGD:   0.172569  (越小越好,衡量整体收敛性)
GD:    0.002832  (越小越好,衡量平均收敛距离)
DM:    0.276357  (越小越好,衡量分布均匀性)
 
【分布性指标】
Spacing:   0.059133  (越小越好,衡量解集分布均匀性)
DeltaP:    0.172569  (越小越好,衡量解集扩展性)
PD:        1120.520553  (越小越好,衡量解集多样性)
 
【综合性指标】
HV:        0.470952  (越大越好,衡量解集综合质量)
CPF:       0.064353  (越大越好,衡量覆盖程度)
Coverage:  1.000000  (越大越好,衡量覆盖范围)
种群大小: 100 | 外部存档大小: 200 | 最大迭代次数: 30
【解集信息】
非支配解数量: 199
目标函数维度: 2
 
提示:
1. 算法得到的非支配解目标值存储在 REP.pos_fit
2. 对应的决策变量值存储在 REP.pos
>> 

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