[發明專利]一種新的混沌粒子群優化算法

在審

• 申請號: 201410630128.6
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104376360A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 方雪靜;楊晉博;劉晶
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司 37100
• 代理人: 張靖

技術領域

本發明涉及一種新的混沌粒子群優化算法。

背景技術

混沌優化算法是一種新型搜索算法，其基本思想是把變量從混沌空間變換到解空間，然后利用混沌變量具有遍歷性、隨機性和規律性的特點進行搜索，混沌優化方法具有全局漸進收斂、易跳出局部極小點和收斂速度快的特點。對于混沌粒子群算法的研究目前主要集中于各種混沌映射對于算法的性能影響及利用算法混合思想與一些啟發式算法相混合。現有的混沌粒子群基本思想是利用混沌序列產生新的粒子代替原來的粒子，效果并不理想。而本發明并不是將混沌與粒子群算法簡單地結合在一起，而是將混沌融入到粒子的運動過程中，達到了較好的效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對傳統粒子群算法初期收斂較快，而在后期容易陷入早熟、局部最優的特點，提出一種新的混沌粒子群優化算法。

本發明所采用的技術方案為：

一種新的混沌粒子群優化算法，所述算法在混沌蟻群（CAS）算法的基礎上，結合粒子群算法，模擬粒子群混沌與穩定的交替運動過程，將混沌運動與粒子群運動結合到一起，并通過混沌因子來調節混沌程度。

所述方法的數學模型如下：

1）粒子速度更新算法：

v_id(t+1)=w×v_id(t)+c₁×rand()×[pid(t)-x_id(t)]+c₂×rand()×[p_gd(t)-x_id(t)]??????（1）

2）混沌變量:c_id(t)=c_id(t-1)^(1+γid)???????（2）

其中γ_id是一個小于1的正常數，定義為第i個粒子第?d?維的混沌因子；

3）在粒子群的位置更新中引入混沌：

x_id(t)=(x_id(t-1)+φ_d×M_i)×exp((1-exp(-200×c_id(t)))×(3-7.5/φ_d(x_id(t-1)+φ_d×M_i)))-?φ_d×M_i+exp(-400c_id(t))×v_id(t)?????（3）

其中t?表示迭代次數，φ_d表示搜索測度，M_i表示粒子?i?的搜索空間向負方向移動的比例，如：φ_d=100，M_i=0.5，則表示搜索空間為[-50,50]；

4）混沌迭代：x=x^*exp(μ(1-x))?????（4）。

所述混沌變量在粒子群運動過程中起到控制粒子混沌程度的作用。

當混沌變量C_id?(t)→1時，粒子的更新方法為:

x_id(t)=(x_id(t-1)+φ_d×M_i)×exp(3-7.5/φ_d(x_id(t-1)+φ_d×M_i))-φ_d×M_i???????（5）

而當混沌變量C_id?(t)→0時，粒子的位置更新方法為：

x_id(t)=x_id(t-1)+v_id(t)????????（6）

可以看出，式（2）對粒子群算法起主要作用。

原粒子群算法是對所有維的位置作為一個整體更新后，再計算個體歷史最優(P_id?)和群體全局最優(P_gd?)。

本發明所述算法對每一維更新后，計算個體歷史最優(P_id?)和群體全局最優(P_gd?)，速度矢量關系：