particleswarm

粒子群算法

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句法

X = particleswarm（乐趣，nvars）

X = particleswarm（乐趣，nvars，LB，UB）

X = particleswarm（乐趣，nvars，LB，UB，选项）

X = particleswarm（问题）

[X，FVAL，exitflag，输出] = particleswarm（___）

描述

例

X= particleswarm（开玩笑，nvars）试图找到一个向量X这实现了局部最小开玩笑。nvars是尺寸（数设计变量的）开玩笑。

注意

传递额外的参数（优化工具箱）解释了如何额外的参数，传递给目标函数，如果必要的。

例

X= particleswarm（开玩笑，nvars，磅，UB）定义了设计变量的一组上限和下限的，X，使得溶液中的范围内发现磅≤X≤UB。

例

X= particleswarm（开玩笑，nvars，磅，UB，选项）使用默认的优化参数最大限度地减少替换值选项。组磅= []和UB = []如果不存在界限。

X= particleswarm（问题）找到最低的问题，其中问题是一个结构。

例

[X，FVAL，exitflag，产量] = particleswarm（___），对于上面，返回描述的任何输入参数：

标量FVAL，这是目标函数值有趣（X）
一个值exitflag描述退出条件
的结构产量关于优化过程包含信息

例子

全部收缩

最小化一个简单的函数

最小化两个变量的简单函数。

定义目标函数。

有趣= @（X）×（1）* EXP（范数（X）^ 2）;

呼叫particleswarm最小化功能。

RNG默认％用于重现nvars = 2;X = particleswarm（乐趣，nvars）

优化结束：在过去的OPTIONS.MaxStallIterations迭代的客观价值相对变化小于OPTIONS.FunctionTolerance。X = 629.4474 311.4814

该解决方案还远没有真正的最小值，因为你在函数图见。

fsurf（@（X，Y）X * EXP（ - （的x ^ 2 + Y ^ 2）））。

通常情况下，最好是设定界限。看到尽量减少与界一个简单的函数。

尽量减少与界一个简单的函数

开立真实脚本

最小化两个变量的约束带约束的简单功能。

定义目标函数。

有趣= @（X）×（1）* EXP（范数（X）^ 2）;

在设置的变量范围。

磅= [-10，-15]。UB = [15,20];

呼叫particleswarm最小化功能。

RNG默认％用于重现nvars = 2;X = particleswarm（乐趣，nvars，LB，UB）

优化结束：在过去的OPTIONS.MaxStallIterations迭代的客观价值相对变化小于OPTIONS.FunctionTolerance。

X =1×2-0.7071 -0.0000

尽量减少使用非默认选项

开立真实脚本

使用更多的人口和混合功能，试图得到一个更好的解决方案。

指定目标函数和边界。

有趣= @（X）×（1）* EXP（范数（X）^ 2）;磅= [-10，-15]。UB = [15,20];

指定选项。

选项= optimoptions（'particleswarm'，'SwarmSize'，100，'HybridFcn'，@ fmincon）;

呼叫particleswarm最小化功能。

RNG默认％用于重现nvars = 2;X = particleswarm（乐趣，nvars，LB，UB，选项）

优化结束：在过去的OPTIONS.MaxStallIterations迭代的客观价值相对变化小于OPTIONS.FunctionTolerance。

X =1×2-0.7071 -0.0000

检查过程解决方案

开立真实脚本

返回可选的输出参数检查求解过程的更多细节。

定义问题。

有趣= @（X）×（1）* EXP（范数（X）^ 2）;磅= [-10，-15]。UB = [15,20];选项= optimoptions（'particleswarm'，'SwarmSize'50，'HybridFcn'，@ fmincon）;

呼叫particleswarm与所有输出以最小化功能，并得到有关解决方案的过程信息。

RNG默认％用于重现nvars = 2;[X，FVAL，exitflag，输出] = particleswarm（乐趣，nvars，LB，UB，选项）

优化结束：在过去的OPTIONS.MaxStallIterations迭代的客观价值相对变化小于OPTIONS.FunctionTolerance。

X =1×2-0.7071 -0.0000

FVAL = -0.4289

exitflag = 1

输出=同场的结构：rngstate：[1x1的结构]迭代：43 funccount：2203的消息： '优化结束：在客观值相对变化...'

输入参数

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`开玩笑`-目标函数
功能手柄|函数名

目标函数，指定为功能手柄或函数的名称。编写目标函数接受长的行向量nvars并返回一个标量值。

当。。。的时候'UseVectorized'选项真正，写开玩笑接受流行-通过-nvars矩阵，其中流行是目前的人口规模。在这种情况下，开玩笑返回一个矢量的长度相同流行含有合适函数值。确保这件事开玩笑不承担任何特定大小流行由于particleswarm甚至可以在一个矢量计算传递一个群的一个成员。

例：有趣= @（X）（X - [4,2]）。^ 2

数据类型：烧焦|function_handle|串

`nvars`-变量数
正整数

变量数，指定为正整数。解算器通过长度的行向量nvars至开玩笑。

例：4

数据类型：双

`磅`-下界
`[]`（默认）|实向量或阵列

下界，指定为实向量或双打的阵列。磅表示下界逐元素在磅≤X≤UB。

在内部，particleswarm转换的阵列磅到向量磅（：）。

例：LB = [0; -Inf; 4]手段X（1）≥0，X（3）≥4。

数据类型：双

`UB`-上限
`[]`（默认）|实向量或阵列

上限，指定为实向量或双打的阵列。UB表示上限逐元素在磅≤X≤UB。

在内部，particleswarm转换的阵列UB到向量UB（:)。

例：UB = [Inf文件; 4; 10]手段X（2）≤4，X（3）≤10。

数据类型：双

`选项`-对于选项`particleswarm`
使用选项创建的`optimoptions`

对于选项particleswarm，指定为的输出optimoptions功能。

有些选项是从缺席optimoptions显示。这些选项中列出了斜体。有关详细信息，请参阅查看选项（优化工具箱）。

`CreationFcn`	创建初始的群功能。作为指定`'pswcreationuniform'`或功能句柄。默认值是`'pswcreationuniform'`。看到群创。
`显示`	显示器的水平返回到命令行。 `“关”`要么`'没有'`显示没有输出。 `'最后'`只显示最终输出（默认）。 `'ITER'`给迭代显示。
DisplayInterval	区间反复显示。迭代显示打印一行，每`DisplayInterval`迭代。默认值是`1`。
`FunctionTolerance`	非负标量默认`1E-6`。迭代结束时以最好的目标函数值在过去的相对变化`MaxStallIterations`迭代次数小于`options.FunctionTolerance`。
FunValCheck	检查目标函数和约束值是否有效。`'上'`时显示目标函数或约束返回一个值，该值是复杂的错误，`天道酬勤`，要么`为NaN`。默认的，`“关”`时，显示没有错误。
`HybridFcn`	在此之后继续优化功能`particleswarm`终止。指定为名称或功能句柄。可能的值： `'fmincon'` `'fminsearch'` `'fminunc'` `'patternsearch'` 也可以是一个单元阵列指定混合功能和它的选择，如`{@ fmincon，fminconopts}`。默认值是`[]`。看到混合功能。看到当使用混合功能。
`InertiaRange`	两个元素的实数向量与增加的顺序相同的符号价值。给出了下部和上部结合的自适应惯性的。为了获得恒定的（非自适应）惯性，设置的两个元件`InertiaRange`为相同的值。默认值是`[0.1,1.1]`。看到粒子群算法。
`InitialSwarmMatrix`	初始群体或颗粒的部分群。`中号`-通过-`nvars`矩阵，其中每一行代表一个颗粒。如果`中号`<`SwarmSize`，然后`particleswarm`产生更多的颗粒，使得总数为`SwarmSize`。如果`中号`>`SwarmSize`，然后`particleswarm`使用第一`SwarmSize`行。
`InitialSwarmSpan`	粒子位置的那个初始范围`@pswcreationuniform`创建。可以是正标量或矢量`nvars`元素，其中`nvars`是变量的数目。的范围内对于任何颗粒组分是`-InitialSwarmSpan / 2，InitialSwarmSpan / 2`，移位并在必要时缩放，以匹配任何边界。默认值是`2000`。 `InitialSwarmSpan`也影响初始粒子速度的范围内。看到初始化。
`MaxIterations`	最大迭代次数`particleswarm`需要。默认值是`200个* nvars`，其中`nvars`是变量的数目。
`MaxStallIterations`	使用默认的正整数`20`。迭代结束时以最好的目标函数值在过去的相对变化`MaxStallIterations`迭代次数小于`options.FunctionTolerance`。
`MaxStallTime`	的最大秒数而不在最知名的目标函数值的改进。正标量默认`天道酬勤`。
`MAXTIME`	在几秒钟内最大的时间`particleswarm`运行。默认值是`天道酬勤`。
`MinNeighborsFraction`	最小自适应邻域的大小，从一个标`0`至`1`。默认值是`0.25`。看到粒子群算法。
`ObjectiveLimit`	最低目标价值，停止准则。标量，默认`-Inf`。
`OutputFcn`	功能句柄或功能手柄单元阵列。输出功能，可以读取数据的迭代，并停止求解。默认值是`[]`。看到输出功能和绘图功能。
`PlotFcn`	函数名，函数句柄，或功能手柄单元阵列。对于自定义情节功能，传递函数处理。绘图功能，可以读取数据的迭代，画出每次迭代，并停止求解。默认值是`[]`。可用内置绘图功能：`'pswplotbestf'`。看到输出功能和绘图功能。
`SelfAdjustmentWeight`	调整速度时每个粒子的最佳位置的加权。有限的标量默认`1.49`。看到粒子群算法。
`SocialAdjustmentWeight`	调整速度在邻里的最佳位置的比重。有限的标量默认`1.49`。看到粒子群算法。
`SwarmSize`	颗粒在群号码，整数大于`1`。默认值是`分钟（100,10 * nvars）`，其中`nvars`是变量的数目。
`UseParallel`	在并行计算时目标函数`真正`。默认值是`假`。看到平行或矢量化功能评价。
`UseVectorized`	在矢量化的方式，当计算目标函数`真正`。默认值是`假`。看到平行或矢量化功能评价。

`问题`-优化问题
结构体

优化问题，指定为具有以下字段的结构。

`求解`	`'particleswarm'`
`目的`	功能句柄目标函数或目标函数的名称。
`nvars`	在问题的变量数。
`磅`	矢量或下限的阵列。
`UB`	矢量或上界的阵列。
`选项`	选项通过创建`optimoptions`。
`rngstate`	在求解过程的开始随机数生成器的可选状态。

数据类型：结构

输出参数

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`X`- 解决方案
真正的矢量

溶液，返回作为所述目标函数受到任何结合的约束最小化的实数向量。

`FVAL`- 客观价值
实标

客观价值，返回真正的标有趣（X）。

`exitflag`- 算法停止条件
整数

算法停止条件，返回一个整数，标识算法停止的原因。下面列出的值exitflag和相应的原因particleswarm停止。

`1`	在过去的客观价值的相对变化`options.MaxStallIterations`迭代次数小于`options.FunctionTolerance`。
`0`	超过迭代次数`options.MaxIterations`。
`-1`	迭代停止通过输出功能和绘图功能。
`-2`	边界是不一致的：对于一些`一世`，`磅（ⅰ）`>`UB（ⅰ）`。
`-3`	最佳目标函数值低于`options.ObjectiveLimit`。
`-4`	最佳目标函数值之内并没有改变`options.MaxStallTime`秒。
`-5`	运行时间超过`options.MaxTime`秒。

`产量`- 解决方案过程中总结
结构体

溶液工艺总结，返回作为含有约优化过程信息的结构。

`迭代`	解算器迭代次数
`funccount`	客观评价次数。
`信息`	理性停止算法。
`rngstate`	默认的随机数生成器的状态之前的算法开始。