多目标优化算法:基于非支配排序的海象优化算法(NSWOA)MATLAB

作品简介

一、海象优化算法WOA

海象优化算法(Walrus Optimization Algorithm,WOA)由Trojovský等人于2023年提出,该算法模拟海象的进食,迁移,逃跑和对抗捕食者的过程,WOA包含探索、迁移和开发三个阶段,具有平衡全局搜索和局部搜索的能力。

参考文献:

Trojovský, P., Dehghani, M. A new bio-inspired metaheuristic algorithm for solving optimization problems based on walruses behaviorSci Rep 13, 8775 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35863-5

二、基于非支配排序的海象优化算法NSWOA

基于非支配排序的海象优化算法(Non-Dominated Walrus Optimization Algorithm,NSWOA)由海象优化算法与非支配排序策略结合而成。将NSWOA用于求解46个多目标测试函数(ZDT1、ZDT2、ZDT3、ZDT4、ZDT6、DTLZ1-DTLZ7、WFG1-WFG10、UF1-UF10、CF1-CF10、Kursawe、Poloni、Viennet2、Viennet3)以及1个工程应用(盘式制动器设计),并采用IGD、GD、HV、SP进行评价。

(1)部分代码

close all;
clear ; 
clc;
%%
% TestProblem测试问题说明:
%一共46个多目标测试函数,详情如下:
%1-5:ZDT1、ZDT2、ZDT3、ZDT4、ZDT6
%6-12:DZDT1-DZDT7
%13-22:wfg1-wfg10
%23-32:uf1-uf10
%33-42:cf1-cf10
%43-46:Kursawe、Poloni、Viennet2、Viennet3
%47 盘式制动器设计 温泽宇,谢珺,谢刚,续欣莹.基于新型拥挤度距离的多目标麻雀搜索算法[J].计算机工程与应用,2021,57(22):102-109.
%%
TestProblem=1;%1-47
MultiObj = GetFunInfo(TestProblem);
MultiObjFnc=MultiObj.name;%问题名
% Parameters
params.Np = 100;        % Population size
params.Nr = 200;        % Repository size
params.maxgen =100;    % Maximum number of generations
numOfObj=MultiObj.numOfObj;%目标函数个数
D=MultiObj.nVar;%维度
f = NSWOA(params,MultiObj);
X=f(:,1:D);%PS
Obtained_Pareto=f(:,D+1:D+numOfObj);%PF
if(isfield(MultiObj,'truePF'))%判断是否有参考的PF
True_Pareto=MultiObj.truePF;
%%  Metric Value
% ResultData的值分别是IGD、GD、HV、Spacing  (HV越大越好,其他指标越小越好)
ResultData=[IGD(Obtained_Pareto,True_Pareto),GD(Obtained_Pareto,True_Pareto),HV(Obtained_Pareto,True_Pareto),Spacing(Obtained_Pareto)];
else
    %计算每个算法的Spacing,Spacing越小说明解集分布越均匀
    ResultData=Spacing(Obtained_Pareto);%计算的Spacing
end
%%
disp('Repository fitness values are stored in Obtained_Pareto');
disp('Repository particles positions are store in X');

(2)部分结果

三、完整MATLAB代码

文件夹内包含NSWOA求解46个多目标测试函数(ZDT1、ZDT2、ZDT3、ZDT4、ZDT6、DTLZ1-DTLZ7、WFG1-WFG10、UF1-UF10、CF1-CF10、Kursawe、Poloni、Viennet2、Viennet3)以及1个工程应用(盘式制动器设计)的全部MATLAB代码,同时提供评价指标IGD、GD、HV和SP的完整程序,点击Main.m即可运行。


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