基于蚁群算法的三维孔道路径规划(源码,全部5个M文件)
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基于蚁群算法的插装阀块孔道路径规划
M文件1
function [ROUTES,PL,Tau]=ACASP(D,Tau,K,M,S,E,Alpha,Beta,Rho,Q,GP) %% 基于蚁群算法的三维路径规划
%% 输入参数列表
% D 邻接矩阵
% Tau 初始信息素矩阵
% K 迭代次数(指蚂蚁出动多少波)
% M 蚂蚁个数(每一波蚂蚁有多少个)
% S 起始点(最短路径的起始点)
% E 终止点(最短路径的目的点)
% Alpha 表征信息素重要程度的参数
% Beta 表征启发式因子重要程度的参数
% Rho 信息素蒸发系数
% Q 信息素增加强度系数
%% 输出参数列表
% ROUTES 每一代的每一只蚂蚁的爬行路线
% PL 每一代的每一只蚂蚁的爬行路线长度
% Tau 输出动态修正过的信息素
%% --------------------变量初始化----------------------------------
N=size(D,1);%N表示问题的规模
Eta=ones(1,N);%启发式信息,取为至目标点的直线距离的倒数ROUTES=cell(K,M);%用细胞结构存储每一代的每一只蚂蚁的爬行路线PL=zeros(K,M);%用矩阵存储每一代的每一只蚂蚁的爬行路线长度
%% -----------启动K轮蚂蚁觅食活动,每轮派出M只蚂蚁-------------------- for k=1:K
disp(k);
for m=1:M
%% 第一步:状态初始化
W=S;%当前节点初始化为起始点
Path=S;%爬行路线初始化
PLkm=0;%爬行路线长度初始化
TABUkm=ones(1,N);%禁忌表初始化
TABUkm(S)=0;%已经在初始点了,因此要排除
DD=D;%邻接矩阵初始化
%% 第二步:下一步可以前往的节点
DW=DD(W,:);
DW1=find(DW for j=1:length(DW1) if TABUkm(DW1(j))==0 DW(j)=inf; end end LJD=find(DW Len_LJD=length(LJD);%可选节点的个数 %% 觅食停止条件:蚂蚁未遇到食物或者陷入死胡同 while W~=E&&Len_LJD>=1 %% 第三步:转轮赌法选择下一步怎么走 PP=zeros(1,Len_LJD); for i=1:Len_LJD PP(i)=(Tau(W,LJD(i))^Alpha)*(Eta(LJD(i))^Beta); end PP=PP/(sum(PP));%建立概率分布 Pcum=cumsum(PP); Select=find(Pcum>=rand); to_visit=LJD(Select(1));%下一步将要前往的节点%% 第四步:状态更新和记录 Path=[Path,to_visit];%路径增加 PLkm=PLkm+DD(W,to_visit);%路径长度增加 W=to_visit;%蚂蚁移到下一个节点 for kk=1:N if TABUkm(kk)==0 DD(W,kk)=inf; DD(kk,W)=inf; end end TABUkm(W)=0;%已访问过的节点从禁忌表中删除 DW=DD(W,:); DW1=find(DW for j=1:length(DW1) if TABUkm(DW1(j))==0 DW(j)=inf; end end LJD=find(DW Len_LJD=length(LJD);%可选节点的个数 end %% 第五步:记下每一代每一只蚂蚁的觅食路线和路线长度ROUTES{k,m}=Path; if Path(end)==E PL(k,m)=PLkm; else PL(k,m)=inf; end end %% 第六步:更新信息素 Delta_Tau=zeros(N,N);%更新量初始化 for m=1:M if PL(k,m) ROUT=ROUTES{k,m}; TS=length(ROUT)-1;%跳数 PL_km=PL(k,m)+10*RoundTime(ROUT,GP); for s=1:TS x=ROUT(s); y=ROUT(s+1); Delta_Tau(x,y)=Delta_Tau(x,y)+Q/PL_km; Delta_Tau(y,x)=Delta_Tau(y,x)+Q/PL_km; end end end Tau=(1-Rho).*Tau+Delta_Tau;%信息素挥发一部分,新增加一部分End M文件2 function T=RoundTime(Path,GP) %% 统计路径转弯次数 T=0; P=GP(Path,:); N=size(P,1); for i=1:N-2 x1=P(i,1); y1=P(i,2); z1=P(i,3); x2=P(i+2,1); y2=P(i+2,2); z2=P(i+2,3); d=sqrt((x1-x2)^2+(y1-y2)^2+(z1-z2)^2); if d<2 T=T+1; end end