[發明專利]一種基于模擬退火與高斯擾動的煙花算法

在審

• 申請號: 201710160095.7
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106776469A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 李席廣;韓守飛;拱長青
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06N3/00
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙)21229
• 代理人: 甄玉荃

1.一種基于模擬退火與高斯擾動的煙花算法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：隨機給煙花的位置賦值，計算煙花的適應度值，生成初始種群；

步驟2：設置煙花個數N，最大火花數Max，最小火花數Min，需要求解函數的可行域D，高斯變異的火花數N_g，爆炸幅度之和以及最大的函數評估次數It_max；

步驟3：找出初始種群里面適應值最差的個體，記錄其位置信息P_worst；

步驟4：初始化初始溫度T₀、終止溫度T_f、退火系數a和最大迭代次數I_max；

步驟5：對當前適應值最差的個體進行高斯變異，得到一個新解x_new：

x_new^k＝p_worst^k*g,k＝1,2,...,d

其中，p_worst^k表示最差個體的第k維，g是服從均值和方差都為1的正態分布，即g～N(1,1)，d表示每個個體的設置的維數；

步驟6：比較高斯擾動前后的適應值的大小；

步驟7：如果高斯擾動后的適應度值更優，則接受高斯擾動后的解，并且更新相應的位置；如果高斯擾動后的目標值沒有高斯擾動前的優，則以一定的概率p去接受該解:

$p=\exp (-\frac{\mathrm{\Δ}x}{T})\>r$

其中，Δx是高斯擾動后的適應度值和高斯擾動前的適應度值的差值，T為當前的溫度，r是隨機產生的一個0和1之間的隨機數。

步驟8：執行退溫操作：

T＝T*a

其中T的初始值為T₀；

步驟9：若滿足停止條件，則搜索停止，輸出優化后的結果，否則，轉到步驟5繼續尋找適應度值更優的位置；

步驟10：通過步驟9，即經過模擬退火和高斯擾動得到一個更優的解，用得到的新解去替換初始種群的最差煙花個體，組成一個新的煙花初始種群，新的煙花種群繼續執行煙花算法流程進行迭代尋優；

步驟11：通過爆炸算子產生相應個數的火花個體，最大個數不能超過Max，最少不能低于Min；

步驟12：通過變異算子產生N_g個變異煙花；

步驟13：對超出界限的所有煙花(煙花、火花和變異火花)運用映射規則，將其拉回可行域D內；

步驟14：然后通過選擇策略精英-輪盤賭得到下一代煙花群體，即先選擇當前種群最優的煙花的進入下一次尋優，然后依據輪盤賭的方式去選擇剩下的N-1個煙花進入下一次尋優；

步驟15：若算法迭代次數滿足停止條件，則搜索停止，輸出最后優化的結果，否則，轉到步驟3進行繼續尋優。

2.根據權利要求1所述的一種基于模擬退火與高斯擾動的煙花算法，其特征在于，所述步驟9中的停止條件是:算法迭代次數達到最大的迭代次數或者溫度達到最低溫度。

3.根據權利要求1所述的一種基于模擬退火與高斯擾動的煙花算法，其特征在于，所述步驟15中的停止條件是算法達到設置的最大函數評估次數。