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⛄ 内容介绍

本文介绍了一种新的随机优化算法,称为基于驾驶训练的优化(DTBO),它模仿人类的驾驶训练活动。DTBO设计的根本灵感来自于驾校的驾驶学习过程以及驾驶教练的培训。DTBO 通过三个阶段进行数学建模:(1) 驾驶教练的培训,(2) 根据教练技能对学生进行模式化,以及 (3) 练习。DTBO 在优化方面的性能是在单峰、高维多峰、固定维度多峰和 IEEE CEC2017 测试函数类型的一组 53 个标准目标函数上进行评估的。优化结果表明,DTBO能够通过在探索和利用之间保持适当的平衡,为优化问题提供适当的解决方案。将DTBO的性能质量与11种知名算法的结果进行了比较。仿真结果表明,与 11 种竞争对手算法相比,DTBO 的性能更好,并且在优化应用中更加高效。


⛄ 部分代码


%___________________________________________________________________%% Tuna swarm optimization (TSO) %% %% Developed in MATLAB R2016b %% %% Author and programmer: Andi Tang %% %% E-mail: 418932433@qq.com %% andisu_afeu@163.com %% %% Main paper: Tuna swarm optimization: A novel swarm-based %% metaheuristic algorithm for global optimization %% DOI: 10.1155/2021/9210050 %% Computational Intelligence and Neuroscience%% %% %%___________________________________________________________________%
function [lb,ub,dim,fobj] = Get_Functions_details(F)

switch F case 'F1' fobj = @F1; lb=-100; ub=100; dim=30; case 'F2' fobj = @F2; lb=-10; ub=10; dim=30; case 'F3' fobj = @F3; lb=-100; ub=100; dim=30; case 'F4' fobj = @F4; lb=-100; ub=100; dim=30; case 'F5' fobj = @F5; lb=-30; ub=30; dim=30; case 'F6' fobj = @F6; lb=-100; ub=100; dim=30; case 'F7' fobj = @F7; lb=-1.28; ub=1.28; dim=30; case 'F8' fobj = @F8; lb=-500; ub=500; dim=30; case 'F9' fobj = @F9; lb=-5.12; ub=5.12; dim=30; case 'F10' fobj = @F10; lb=-32; ub=32; dim=30; case 'F11' fobj = @F11; lb=-600; ub=600; dim=30; case 'F12' fobj = @F12; lb=-50; ub=50; dim=30; case 'F13' fobj = @F13; lb=-50; ub=50; dim=30; case 'F14' fobj = @F14; lb=-65.536; ub=65.536; dim=2; case 'F15' fobj = @F15; lb=-5; ub=5; dim=4; case 'F16' fobj = @F16; lb=-5; ub=5; dim=2; case 'F17' fobj = @F17; lb=[-5,0]; ub=[10,15]; dim=2; case 'F18' fobj = @F18; lb=-2; ub=2; dim=2; case 'F19' fobj = @F19; lb=0; ub=1; dim=3; case 'F20' fobj = @F20; lb=0; ub=1; dim=6; case 'F21' fobj = @F21; lb=0; ub=10; dim=4; case 'F22' fobj = @F22; lb=0; ub=10; dim=4; case 'F23' fobj = @F23; lb=0; ub=10; dim=4; end
end
% F1
function o = F1(x)o=sum(x.^2);end
% F2
function o = F2(x)o=sum(abs(x))+prod(abs(x));end
% F3
function o = F3(x)dim=size(x,2);o=0;for i=1:dim o=o+sum(x(1:i))^2;endend
% F4
function o = F4(x)o=max(abs(x));end
% F5
function o = F5(x)dim=size(x,2);o=sum(100*(x(2:dim)-(x(1:dim-1).^2)).^2+(x(1:dim-1)-1).^2);end
% F6
function o = F6(x)o=sum(abs((x+.5)).^2);end
% F7
function o = F7(x)dim=size(x,2);o=sum([1:dim].*(x.^4))+rand;end
% F8
function o = F8(x)o=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));end
% F9
function o = F9(x)dim=size(x,2);o=sum(x.^2-10*cos(2*pi.*x))+10*dim;end
% F10
function o = F10(x)dim=size(x,2);o=-20*exp(-.2*sqrt(sum(x.^2)/dim))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dim)+20+exp(1);end
% F11
function o = F11(x)dim=size(x,2);o=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dim])))+1;end
% F12
function o = F12(x)dim=size(x,2);o=(pi/dim)*(10*((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dim-1)+1)./4).^2).*...(1+10.*((sin(pi.*(1+(x(2:dim)+1)./4)))).^2))+((x(dim)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));end
% F13
function o = F13(x)dim=size(x,2);o=.1*((sin(3*pi*x(1)))^2+sum((x(1:dim-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dim))).^2))+...((x(dim)-1)^2)*(1+(sin(2*pi*x(dim)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));end
% F14
function o = F14(x)aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];
for j=1:25 bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);endo=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);end
% F15
function o = F15(x)aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;o=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);end
% F16
function o = F16(x)o=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)*x(2)-4*(x(2)^2)+4*(x(2)^4);end
% F17
function o = F17(x)o=(x(2)-(x(1)^2)*5.1/(4*(pi^2))+5/pi*x(1)-6)^2+10*(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;end
% F18
function o = F18(x)o=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14*x(1)+3*(x(1)^2)-14*x(2)+6*x(1)*x(2)+3*x(2)^2))*... (30+(2*x(1)-3*x(2))^2*(18-32*x(1)+12*(x(1)^2)+48*x(2)-36*x(1)*x(2)+27*(x(2)^2)));end
% F19
function o = F19(x)aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];o=0;for i=1:4 o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));endend
% F20
function o = F20(x)aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];cH=[1 1.2 3 3.2];pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;....2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];o=0;for i=1:4 o=o-cH(i)*exp(-(sum(aH(i,:).*((x-pH(i,:)).^2))));endend
% F21
function o = F21(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;for i=1:5 o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endend
% F22
function o = F22(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;for i=1:7 o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endend
% F23
function o = F23(x)aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;for i=1:10 o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);endend
function o=Ufun(x,a,k,m)o=k.*((x-a).^m).*(x>a)+k.*((-x-a).^m).*(x<(-a));end

⛄ 运行结果

⛄ 参考文献

Mohammad Dehghani, Eva Trojovska, and Pavel Trojovsky. Driving Training-Based Optimization: A New Human-Based Metaheuristic Algorithm for Solving Optimization Problems. Sci Rep (2022).

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1 各类智能优化算法改进及应用

生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习方面

卷积神经网络(CNN)、LSTM、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、核极限学习机(KELM)、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

2.图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

3 路径规划方面

旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

4 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配

5 无线传感器定位及布局方面

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

6 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

7 电力系统方面

微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

8 元胞自动机方面

交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合


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