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学会了一点粒子群算法,有现成的光路追迹代码,但不会光学系统像差评价函数(适应度函数),不会运用其中的R t n等变量来找,求一个代码
主程序代码:
R1=40;R2=189.67;R3=-49.66;R4=25.47;R5=72.11;R6=-35;R7=inf;
t1=0;t2=5.2;t3=7.95;t4=1.6;t5=6.7;t6=2.8;t7=67.490722819550;
n1=1;n2=1.614;n3=1;n4=1.6475;n5=1;n6=1.614;n7=1;n8=1;
b1=0; e1=0; f1=0; g1=0; h1=0; i1=0; j1=0; m1=0; k1=0;
b2=0; e2=0; f2=0; g2=0; h2=0; i2=0; j2=0; m2=0; k2=0;
b3=0; e3=0; f3=0; g3=0; h3=0; i3=0; j3=0; m3=0; k3=0;
b4=0; e4=0; f4=0; g4=0; h4=0; i4=0; j4=0; m4=0; k4=0;
b5=0; e5=0; f5=0; g5=0; h5=0; i5=0; j5=0; m5=0; k5=0;
b6=0; e6=0; f6=0; g6=0; h6=0; i6=0; j6=0; m6=0; k6=0;
b7=0; e7=0; f7=0; g7=0; h7=0; i7=0; j7=0; m7=0; k7=0;
LEP=LEP();
X1=0;Y1=-LEP*tan(14/180*pi)+(0*20/2);Z1=0; %无限远轴外点主光线的初始数据
X1cosine=0;Y1cosine=sin(14/180*pi);Z1cosine=cos(14/180*pi);
%%
% 光线追迹
[P1,D1]=raytracing([X1;Y1;Z1]',[X1cosine;Y1cosine;Z1cosine]',[R1,n1,t1],[b1,e1,f1,g1,h1,i1,j1,m1,k1],n2);
[P2,D2]=raytracing(P1,D1,[R2,n2,t2],[b2,e2,f2,g2,h2,i2,j2,m2,k2],n3);
[P3,D3]=raytracing(P2,D2,[R3,n3,t3],[b3,e3,f3,g3,h3,i3,j3,m3,k3],n4);
[P4,D4]=raytracing(P3,D3,[R4,n4,t4],[b4,e4,f4,g4,h4,i4,j4,m4,k4],n5);
[P5,D5]=raytracing(P4,D4,[R5,n5,t5],[b5,e5,f5,g5,h5,i5,j5,m5,k5],n6);
[P6,D6]=raytracing(P5,D5,[R6,n6,t6],[b6,e6,f6,g6,h6,i6,j6,m6,k6],n7);
[P7,D7]=raytracing(P6,D6,[R7,n7,t7],[b7,e7,f7,g7,h7,i7,j7,m7,k7],n8);
raytrace=[P1,D1;P2,D2;P3,D3;P4,D4;P5,D5;P6,D6;P7,D7];
raytrace_14=raytrace(:,[1 2 3 4 5 6])
粒子群算法:
function [xm,fv] = PSO(fitness,N,c1,c2,wmax,wmin,vmax,vmin,xmax,xmin,M,D)
%%%给定初始化条件%%%
%c1学习因子1
%c2学习因子2
%wmax 惯性权重最大值
%wmin 惯性权重最小值
%vmax 速度最大值
%vmin 速度最小值
%xmax 自变量最大值
%xmin 自变量最小值
%M 最大迭代次数
%N 初始化群体个体数目
%D 搜索空间维数
%xm 目标函数取得最小值的自变量
%fv 目标函数最小值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%初始化种群个体%%%%%%%
for i=1:N
for j=1:D
x(i,j)=randn;
v(i,j)=randn;
end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%计算各个粒子的适应度,并初始化pi和pg%%%%%%%%%
for i=1:N
p(i)=fitness(x(i,:));
y(i,:)=x(i,:);
end
pg=x(N,:); %%%%%%%%pg为全局最优
for i=1:(N-1)
if fitness(x(i,:))<fitness(pg)
pg=x(i,:);
end
end
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%主循环,按照公式依次递减%%%%%%
for t=1:M
for i=1:N
w=wmax-(t-1)*(wmax-wmin)/(M-1);
v(i,:)=w*v(i,:)+c1*rand*(y(i,:)-x(i,:))+c2*rand*(pg-x(i,:));
v(i,find(v(i,:))>vmax)=vmax;
v(i,find(v(i,:))<vmin)=vmin;%边界约束
x(i,:)=x(i,:)+v(i,:);
x(i,find(x(i,:))>xmax)=xmax;
x(i,find(x(i,:))>xmin)=xmin;
%%%%%%%%
if fitness(x(i,:))<p(i)
p(i)=fitness(x(i,:));
y(i,:)=x(i,:);
end
if p(i)<fitness(pg)
pg=y(i,:);
end
end
pbest(t)=fitness(pg);
end
%%%得出计算结果%%%%%%%
disp('目标函数取最小值的自变量:');
xm=pg'
disp('目标函数最小值:');
fv=fitness(pg)
end
光路追迹代码:
1.
function LEP=LEP()
l=-1.6;t1=7.95;t2=5.2;R1=49.66;R2=-189.67;R3=-26.67;
n1=1.6475;n2=1;n3=1.614;n4=1;y1=10;
nup1=y1/(-l)*n1;%计算n1*u1
C1=1/R1;
nup2=nup1-y1*(n2-n1)*C1;
y2=y1+nup2*t1/n2;
C2=1/R2;
nup3=nup2-y2*(n3-n2)*C2;
y3=y2+nup3*t2/n3;
C3=1/R3;
nup4=nup3-y3*(n4-n3)*C3;
LEP=y3*n4/nup4; %后截距就是入瞳位置
2.
function [ RAY_POSITON_NEXT,RAY_DIRECTION_NEXT ] = raytracing( RAY_POSITON,RAY_DIRECTION,SYS_PARAMETER,ASPH_COE,NEXT_n )
%非球面光线追迹公式
% 光线追迹即为过渡过程和折射过程的多次应用,类似循环,为了便于应用,减少修改变量名代号的繁琐工作,避免修改过程中的错误,可能出现的错误我们把一次过程编辑成函数。
%RAY_POSITON=[X1,Y1,Z1]
%RAY_DIRECTION=[X1cosine,Y1cosine,Z1cosine]
%SYS_PARAMETER=[R1,n1,t1]
%ASPH_COE=[b,e,f,g,h,j,m,k]
%光线在前表面的位置坐标
X1=RAY_POSITON(:,1);
Y1=RAY_POSITON(:,2);
Z1=RAY_POSITON(:,3);
%入射光线的方向余弦
X1cosine=RAY_DIRECTION(:,1);
Y1cosine=RAY_DIRECTION(:,2);
Z1cosine=RAY_DIRECTION(:,3);
%系统结构参数
R1=SYS_PARAMETER(1);
n1=SYS_PARAMETER(2);
t1=SYS_PARAMETER(3);
%非球面高阶参数及圆锥系数
b1=ASPH_COE(1);
e1=ASPH_COE(2);
f1=ASPH_COE(3);
g1=ASPH_COE(4);
h1=ASPH_COE(5);
i1=ASPH_COE(6);
j1=ASPH_COE(7);
m1=ASPH_COE(8);
k1=ASPH_COE(9);
%新区间折射率
n2=NEXT_n;
%开始到切球面
c1=1/R1;
K1=X1cosine.*n1; %计算光学X方向余弦
L1=Y1cosine.*n1; %计算光学Y方向余弦
M1=Z1cosine.*n1; %计算光学Z方向余弦
F1=(t1-Z1)./M1; %F=d1./n1 计算d1./n1
Yt1=Y1+F1.*L1; %计算传递到非球面顶点切平面的X坐标
Xt1=X1+F1.*K1; %计算传递到非球面顶点切平面的Y坐标
H1=c1.*(Xt1.^2+Yt1.^2); %计算H
B1=M1-c1.*(Yt1.*L1+Xt1.*K1); %计算B
G1=n1.*((B1./n1).^2-c1.*H1).^0.5; %G=n1.*cosI 计算n1.*cosI
J1=H1./(B1+G1);%J=A./n1 %计算A./n1
Xn1=Xt1+J1.*K1; %计算光线传播到切球面上的X坐标
Yn1=Yt1+J1.*L1; %计算光线传播到切球面上的Y坐标
Zn1=J1.*M1; %计算光线传播到切球面上的Z坐标
%切球面到非球面
T1=inf;
while abs(T1)>0.0000001 %设置A'/n1的阈值
Squ1=Xn1.^2+Yn1.^2; %计算Sn的平方
Wn=(1-(1+k1).*(c1.^2).*Squ1).^0.5; %计算W
q1=c1./(1+Wn); %计算c/(1+W)
N1=(q1+b1).*Squ1+e1.*Squ1.^2+f1.*Squ1.^3+g1.*Squ1.^4+h1.*Squ1.^5+i1.*Squ1.^6+j1.*Squ1.^7+m1.*Squ1.^8;
%计算hS^10+gS^8+fS^6+eS^4+cS^2/(1+W)
F1=Zn1-N1; %计算F
% keyboard
I1=2*b1+4*e1.*Squ1+6*f1.*Squ1.^2+8*g1.*Squ1.^3+10*h1.*Squ1.^4+12*i1.*Squ1.^5+14*j1.*Squ1.^6+16*m1.*Squ1.^7;
%计算10hS^8+8gS^6+6fS^4+4eS^2
E1=c1+Wn.*I1; %计算E
Un=-Xn1.*E1; %计算U
Vn=-Yn1.*E1; %计算V
T1=-F1.*Wn./(K1.*Un+L1.*Vn+M1.*Wn);%计算A'/n1
Xn1=Xn1+T1.*K1; %计算X(n+1)
Yn1=Yn1+T1.*L1; %计算Y(n+1)
Zn1=Zn1+T1.*M1; %计算Z(n+1)
end
U1=Un;V1=Vn;W1=Wn;
X2=Xn1;Y2=Yn1;Z2=Zn1;
% %非球面折射
Gsqu=U1.^2+V1.^2+W1.^2; %计算G^2
Gncos1=K1.*U1+L1.*V1+M1.*W1;%计算G*n1*cosI
Gncos2=n2.*(Gncos1.^2./(n2.^2)-Gsqu.*((n1./n2)^2)+Gsqu).^0.5;%计算G*n2*cosI'
P1=(Gncos2-Gncos1)./Gsqu; %计算P
K2=K1+U1.*P1; %计算K
L2=L1+V1.*P1; %计算L
M2=M1+W1.*P1; %计算M
X2cosine =K2/n2;
Y2cosine =L2/n2;
Z2cosine =M2/n2;
RAY_POSITON_NEXT =[X2,Y2,Z2];%输出光线的坐标
RAY_DIRECTION_NEXT =[X2cosine,Y2cosine,Z2cosine];%输出光线的方向
end
csdn主要面向工科,这种纯理科的问题问了也是白问,混这个论坛的人不会这种纯理论的东西,换个专业的论坛吧
可以查找相关的文献,粒子群主要解决连续型问题,对于离散问题可能有点吃力
太难了,只能帮顶了
下载这个就知道了https://wenku.baidu.com/view/d7850942590216fc700abb68a98271fe910eaf2c.html