免疫算法matlab程序解析

1、免疫算法matlab程序这是免疫算法。这个算法几乎与遗传算法一样，只是多用了一个免疫函数免疫 算法是遗传算法的变体，它不用杂交，而是采用注入疫苗的方法。 疫苗是优 秀染色 体中的一段基因，把疫苗接种到其它染色体中。注意:标准遗传算法的一个重要概念是，染色体是可能解的2进制顺序号，由这个 序号在可能解的集合(解空间中找到可能解。这是免疫算法的主程序，它需要调用的函数如下。接种疫苗函数：%fun cti onino culateChromosome=im mun ity(chromosomeGroup,bacteri nChromosome,paramet er%parameter:1随机制取染色

2、体接种。2,每个染色体都接种。3,每个染色体都接 种，但接种的位置是随机的%这个函数实现对染色体的疫苗接种%由染色体(可能解的2进制顺序号找到可能解：%x=chromosome_x(fatherChromosomeGroup, on eDime nsion Set,soluti on Sum;把 解代入非线性方程组计算误差函数：fun ctio nError= non Li nearSumError1(x;判定程是 否得解函数:solution,isTrue=isSolution(x,funtionError,solutionSumError; % 选择最优 染色体函数：%bestChromo

3、some,leastF un cti on Error=best_worstChromosome(fatherChromoso m eGroup,fu nctio nError;%误差比较函数：从两个染色体中，选出误差较小的染色体%holdBestChromosome,holdLeastF un ctio nError.% =compareBestChromosome(holdBestChromosome,holdLeastF un ctio nError,. % bestChromosome,leastFuntion Error%为染色体定义概率函数，好的染色体概率高，坏染色体概率低%p=c

4、hromosomeProbability(fu nctio nError;%按概率选择染色体函数：%slecteChromosomeGroup=selecteChromome(fatherChromosomeGroup,p;%父代染色体杂交产生子代染色体函数%son ChrmosomeGroup=crossChromosome(slecteChromosomeGroup,2;%防止染色体超出解空间的函数%chromosomeGroup=checkSeque nce(chromosomeGroup,soluti on Sum%变异函数%fatherChromosomeGroup=varia nc

5、eCh(s on ChromosomeGroup,0.8,solutio nN;通 过实验有如下结果：%1。染色体应当多一些%2。通过概率选择染色体，在迭代早期会有效选出优秀的染色体，使解的误差 迅速降低，%但随着迭代的进行，概率选择也会导致某种染色体在基因池中迅速增加，使染色体趋同，%这就减少了物种的多样性，反而难以逼近解%3。不用概率选择，仅采用染色体杂交，采用保留优秀染色体，也可以得到解4。单纯免疫效果不好,杂交+免疫效果比较好程序开始运行clear,clc;%清理内存，清屏circleN=200;% 迭代次数format long%构造可能解的空间，确定染色体的个数、长度solutio

6、 nSum=4;leftBo un dary=-10;rightBo un dary=10;dista nce=1;chromosomeSum=500;soluti on SumError=0.1;%solutionSum:非线性方程组的元数（待解变量的个数;leftBoundary:可能解的左边界；%rightBoundary:可能解的右边界；distanee:可能解的间隔，也是解的精度chromosomeSum染色体的个数；solveSumError:解的误差on eDime nsio nSet=leftBo un dary:dista nce:rightBo un dary;%oneDi

7、mensionSet可能解在一个数轴（维上的集合on eDime nsion SetN=size（ on eDime nsion Set,2;%回 on eDime nsion Set 中的元素个数solutionN=oneDimensionSetNsolutionSum;%解空间（解集合中可能解的总数bin Solutio nN=dec2bi n（ solutio nN;%把可能解的总数转换成二进制数chromosomeLength=size（binSolutionN,2;%由解空间中可能解的总数（二进制数计算染色体的长度程序初始化%随机生成初始可能解的顺序号，+1是为了防止出现0顺序号so

8、lutio nSeque nce=fix(ra nd(chromosomeSum,1*solutio nN+1;for i=1:chromosomeSum%防止解的顺序号超出解的个数if soluti on Seque nce(isoluti onN;solutio nSeque nce(i=soluti onN;endend%染色体是解集合中的序号，它对应一个可能解%把解的十进制序号转成二进制序号fatherChromosomeGroup=dec2b in (solutio nSeque nce,chromosomeLe ngth;holdLeastFu nctio nError=l nf;

9、%可能解的最小误差的初值 holdBestChromosome=0;%对应最小误差的染色体的初值 开始计算compute=1;circle=0;while compute%开始迭代求解%1:由可能解的序号寻找解本身（关键步骤x=chromosome_x(fatherChromosomeGroup, on eDime nsion Set,soluti on Sum; % %2 :把解代入非线性方程计算误差fun ctio nError= non Li nearSumError1(x;% 把解代入方程计算误差solution,minError,isTrue=isSolution(x,functio

10、nError,solutionSumError; %isSolution函数根据误差functionError判定方程是否已经解开,isTrue=1方程得解。 solution是方程的解if isTrue=1方程得解solutio nmin Errorreturn%结束程序end%3:选择最好解对应的最优染色体bestChromosome,leastF unction Error=best_worstChromosome(fatherChromosome Group,fu nctio nError;%4:保留每次迭代产生的最好的染色体%本次最好解与上次最好解进行比较，如果上次最好解优于本次最好

11、解，保留上次最好解；%反之，保留本次最好解。保留的最好染色体放在holdBestChromosome中 holdBestChromosome,holdLeastF un ctio nError.=compareBestChromosome(holdBestChromosome,holdLeastF un ctio nError,. bestChromosome,leastF un ctio nError;circle=circle+1%mi nError%soluti onholdLeastF unction Errorif circlecircleNreturnend%5:把保留的最好的染色

12、体 holdBestChromosome加入 到染色体群中order=ro un d(ra nd(1*chromosomeSum;if order=0order=1;endfatherChromosomeGroup(order,:=holdBestChromosome;fun ctio nError(order=holdLeastF un ctio nError;%6:为每一条染色体（即可能解的序号定义一个概率（关键步骤%好的染色体概率高,坏的概率低。依据误差 functionError 计算概率p,trueP=chromosomeProbability(fu nctio nError;if

13、trueP =Fail可能解严重不适应方程，请重新开始return%结束程序end按照概率筛选染色体(关键步骤%fa=b in 2dec(fatherChromosomeGroup%显 示父染色体%从父染体中选择优秀染色体%selecteChromosomeGroup=selecteChromosome(fatherChromosomeGroup,p; %8:染色体杂交(关键步骤%sle=bi n2dec(selecteChromosomeGroup%示选择出来的解的序号(染色体%用概率筛选出的染色体selecteChromosomeGroup进行杂交,产生子代染色体 son Chromoso

14、meGroup=crossChromosome(selecteChromosomeGroup,2;%不用概率筛选出的染色体 selecteChromosomeGroup进行杂交,而直接用上一代(父代的son ChromosomeGroup=crossChromosome(fatherChromosomeGroup,2; %son Chro mosomeGroup=im mun ity(fatherChromosomeGroup,holdBestChromosome ,3;%把疫苗接种到其它染色体中son ChromosomeGroup=immu ni ty(s on ChromosomeGro

15、up,holdBestChromosome,3; %cro=b in 2dec(s on ChromosomeGroup%显 示杂交后的子代染色体 sonChromosomeGroup=checkSequence(sonChromosomeGroup,solutionN检查杂交 后的染色体是否越界%9:变异%不杂交直接变异%fatherChromosomeGroup=varia nceCh(fatherChromosomeGroup,0.1,solutio nN; % 杂交后变异fatherChromosomeGroup=varia nceCh(s on ChromosomeGroup,0.5

16、,solutio nN; fatherChromosomeGroup=checkSequence(fatherChromosomeGroup,solutionN检查 变异后的染色体是否越界end接种疫苗函数，这是和遗传算法唯一不同的函数，可以用它代替染色体的交叉操 作。%chromosomeGroup 染 色体组%bachterinChromosome疫苗染色体，即最好的染色体。从这个染色体上取疫 苗%parameter接种疫苗的参数，即用什么方法接种%in oculateChromosome接种疫苗后的染色体fun ctio nino culateChromosome=im mun ity(

17、chromosomeGroup,bacteri nChromosome,paramet erchromosomeGroupSum,chromosomeLe ngth=size(chromosomeGroup;row,bacteri nChromosomeLe ngth=size(bacteri nChromosome; %chromosomeGrou pSum:染色体的条数;chromosomeLength 染色体的长度 switch parametercase 1%随机选择染色体进行接种for i=1:chromosomeGroupSum%从疫苗染色体上定位疫苗headDot=fix(ra

18、nd(1*bacteri nChromosomeLe ngth;%疫苗在染色体上左边的点位if headDot=0%防止出现0点位headDot=1;endtailDot=fix(ra nd(1*bacteri nChromosomeLe ngth;%疫苗在染色体上右边的点位if tailDot=0%防止出现0点位tailDot=1;endif tailDotheadDot%防止右边的点位大于左边的点位dot=headDot;headDot=tailDot;tailDot=dot;end接种ran dChromosomeSeque nce=ro un d(ra nd(1*chromosomeG

19、roupSum;%随机产生1条染色体的序号，对这条染色体进行接种if randChromosomeSequence=0%J止产生 0 序号 randChromosomeSequence=1;endino culateChromosome(i,:.%先把输入染色体传给输出=chromosomeGroup(ra ndChromosomeSeque nee,:;%执行免疫,即从疫苗染色体上取出一段基因做疫苗，再注入到其它染色体中ino culateChromosome(i,headDot:tailDot.=bacterinChromosome(1,headDot:tailDot; end case

20、2 所有染色体挨个接种 for i=1:chromosomeGroupSum %从 疫苗染色体上定位疫苗 headDot=fix(ra nd(1*bacteri nChromosomeLe ngth; %疫苗在染色体上左边的点位 if headDot=0%防 止出现 0 点位 headDot=1; endtailDot=fix(ra nd(1*bacteri nChromosomeLe ngth; % 疫苗在染色体上右边的点位 if tailDot=0%防止出现0点位tailDot=1; end if tailDotheadDot%防止右边的点位大于 左边的点位 dot=headDot; he

21、adDot=tailDot; tailDot=dot; end % 接种 ino culateChromosome(i,:=chromosomeGroup(i,:;%先 把输入染色体传给输出 % 执行免疫，即从疫苗染色体上取出一段基因做疫苗，再注入到其它染色体中 ino culateChromosome(i,headDot:tailDot. =bacteri nChromosome(1,headDot:tailDot; end case 3 %接种位置是随机的for i=1:chromosomeGroupSum %从 疫苗染色体上定位疫苗 headDot=fix(ra nd(1*bacteri nChromosomeLe ngth; %疫苗在染色体上左边的点位 if headDot=0%防 止出现 0 点位 headDot=1; endtailDot=fix(ra nd(1*bacteri nChromosomeLe