MATLAB鸡群算法与烟花算法双模型优化工具箱

资 源 简 介

本项目提供完整的鸡群算法及扩展应用，模拟鸡群等级与觅食行为实现全局优化，并附赠烟花算法源码。适用于MATLAB环境下的复杂优化问题求解，代码结构清晰，便于二次开发与性能对比。

详 情 说 明

基于MATLAB的鸡群算法与烟花算法双模型优化工具箱

项目介绍

本项目实现了一套完整的群体智能优化算法工具箱，核心包含鸡群算法(Chicken Swarm Optimization, CSO)及其扩展应用，同时附赠烟花算法(Fireworks Algorithm, FWA)的MATLAB源代码。两种算法均专为连续空间优化问题设计，通过模拟自然界的群体智能行为，实现在多维搜索空间中对目标函数的高效优化求解。

鸡群算法模拟了鸡群社会中的等级制度和觅食行为，通过公鸡、母鸡和小鸡的分工协作机制实现全局探索与局部开发的平衡；烟花算法则借鉴烟花爆炸产生火花的过程，利用随机爆炸搜索和精英保留策略进行多维函数优化。

功能特性

• 双算法支持：完整实现鸡群算法与烟花算法，提供统一的调用接口
• 多维优化：支持任意维度的连续变量优化问题求解
• 自适应调整：内置动态参数调整机制，提高算法收敛性能
• 全面可视化：提供收敛曲线图、种群动态分布动画等直观展示
• 性能分析：自动生成算法对比报告，包含耗时、稳定性等量化指标
• 参数敏感性分析：可视化展示关键参数对优化效果的影响规律
• 灵活扩展：模块化设计，易于添加新的目标函数和算法变体

使用方法

基本调用示例

% 定义目标函数（例如经典的Sphere函数） objective_func = @(x) sum(x.^2);

% 设置优化参数 dimension = 10; % 变量维度 lower_bound = -10 * ones(1, dimension); % 变量下界 upper_bound = 10 * ones(1, dimension); % 变量上界 population_size = 100; % 种群规模 max_iterations = 500; % 最大迭代次数

% 调用鸡群算法进行优化 [best_solution, best_fitness, convergence_curve] = ... chicken_swarm_optimization(objective_func, dimension, ... lower_bound, upper_bound, population_size, max_iterations);

% 调用烟花算法进行优化 [best_solution_fwa, best_fitness_fwa, convergence_curve_fwa] = ... fireworks_algorithm(objective_func, dimension, ... lower_bound, upper_bound, population_size, max_iterations);

高级参数配置

% 鸡群算法专属参数设置 cso_params.rooster_ratio = 0.2; % 公鸡比例 cso_params.hen_ratio = 0.6; % 母鸡比例 cso_params.chicken_ratio = 0.2; % 小鸡比例 cso_params.hierarchy_update_interval = 10; % 等级更新间隔

% 烟花算法专属参数设置 fwa_params.spark_num = 50; % 火花数量 fwa_params.explosion_amplitude = 10; % 爆炸幅度 fwa_params.gaussian_spark_ratio = 0.1; % 高斯火花比例

结果分析与可视化

% 绘制收敛曲线对比图 plot_convergence_comparison(convergence_curve, convergence_curve_fwa);

% 生成性能分析报告 generate_performance_report(best_solution, best_fitness, ... best_solution_fwa, best_fitness_fwa);

% 执行参数敏感性分析 perform_parameter_sensitivity_analysis(objective_func, dimension);

系统要求

• MATLAB版本：R2016a或更高版本
• 必需工具箱：MATLAB基础安装即可运行，优化结果可视化需要Image Processing Toolbox
• 内存建议：至少4GB RAM，处理高维问题时推荐8GB以上
• 操作系统：Windows 7/10/11，Linux或macOS均可正常运行

文件说明

主程序文件实现了工具箱的核心调度功能，包含算法选择模块、参数配置界面、优化过程监控以及结果输出系统。该文件整合了鸡群算法与烟花算法的完整求解流程，提供用户友好的交互接口，支持批量测试和性能对比分析，同时负责生成各类可视化图表和数据分析报告。