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基于WOA鲸鱼优化算法的圆柱体容器最大体积优化设计matlab仿真

news 2025/6/29 20:59:05

1.程序功能描述

2.测试软件版本以及运行结果展示

3.部分程序

4.算法理论概述

5.参考文献

6.完整程序

1.程序功能描述

基于鲸鱼优化算法（WOA）的圆柱体容器最大体积优化设计，是通过模拟座头鲸捕食行为来寻找最优解的过程。

2.测试软件版本以及运行结果展示

MATLAB2022A/MATLAB2024B版本运行

3.部分程序


% 绘制不同迭代次数的三维容器形状
figure;
for i = 1:length(save_iterations)subplot(2,2,i);r = best_radii(i);h = best_heights(i);% 绘制圆柱体n_points = 50;[theta, z] = meshgrid(linspace(0, 2*pi, n_points), linspace(0, h, n_points));x_cylinder = r * cos(theta);y_cylinder = r * sin(theta);% 绘制圆柱侧面surf(x_cylinder, y_cylinder, z, 'FaceColor', [0.8, 0.8, 1], 'EdgeColor', 'none');hold on;% 绘制圆柱底面[x_base, y_base] = meshgrid(r*cos(linspace(0, 2*pi, n_points)), r*sin(linspace(0, 2*pi, n_points)));z_base = zeros(size(x_base));surf(x_base, y_base, z_base, 'FaceColor', [0.6, 0.8, 0.6], 'EdgeColor', 'none');% 绘制圆柱顶面z_top = h * ones(size(x_base));surf(x_base, y_base, z_top, 'FaceColor', [0.6, 0.8, 0.6], 'EdgeColor', 'none');% 设置图形属性axis equal;title(sprintf('迭代 %d 时的圆柱体容器 (体积=%.4f m³)', save_iterations(i), best_volumes(i)));xlabel('X轴 (m)');ylabel('Y轴 (m)');zlabel('Z轴 (m)');grid on;view(30, 20);% 显示参数信息fprintf('迭代次数: %d', save_iterations(i));fprintf('\n');fprintf('半径 r = %.4f m,', r);fprintf('高度 h = %.4f m,', h);fprintf('体积 V = %.4f m³', best_volumes(i));fprintf('\n');fprintf('\n');
end
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4.算法理论概述

目标函数与约束条件：

WOA优化过程：

其完整流程如下所示：

初始化种群 X = [r, h]
计算适应度，记录最优解 X*
for t in 1 to T:更新参数 a, A, C, b, lfor 每个个体 in X:if 随机数 p < 0.5:if |A| < 1:收缩包围更新位置else:随机搜索更新位置else:螺旋更新位置边界修正重新计算适应度，更新 X*
end for
输出最优解 r*, h*