[發明專利]量子生物地理學演進機制的多約束FIR數字濾波器生成方法

有效

• 申請號: 201710333472.2
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107276559B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 高洪元;蘇雪;張曉桐;梁炎松;刁鳴;劉丹丹;王宇;蘇雨萌
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H03H17/00
• 分類號: H03H17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種量子生物地理學演進機制的多約束FIR數字濾波器生成方法，其特征是：

步驟1：隨機產生N個棲息地作為初始生態系統，每個棲息地包含D維棲息地適宜指數變量，其中為第t代第i個棲息地的第d維；與棲息地適宜指數有關系的特征包括降雨量、植被的多樣性、地質的多樣性和氣候，這些特征變量形成一個描述棲息地適宜度的向量SIV，計算第t代第i個棲息地的棲息地適宜指數，將第t代第i個棲息地做線性變換使其映射到[0,1]區間，映射為量子棲息地，構成初始量子生態系統，初始化量子信仰空間中的量子形勢知識和量子規范知識，設定最大種群數S_max、遷入率函數最大值I、遷出率函數最大值E和最大變異率m_max，按照棲息地適宜指數的大小對生態系統中的量子棲息地進行降序排列；量子棲息地種群中包括N個量子棲息地，每個量子棲息地由D維適宜指數變量組成，即是第t代第i個量子棲息地的第d維，每個量子棲息地能容納的最大種群數為S_max，量子信仰空間采用S,N結構，其中S＝{Q^t}是量子形勢知識，Q^t是至第t代為止所搜索到的最優量子棲息地，是第t代量子棲息地的量子規范知識，是第t代量子棲息地第d維的量子規范知識，是第t代量子棲息地第d維的量子規范知識取值區間的信息，其中下限為上限為和分別是下限和上限所對應的棲息地適宜指數；

步驟2：初始化第i個量子棲息地的種群數遷入率遷出率特征向量v^t、容納生物種群的概率P_i^t、突變率m_i^t；

步驟3：進行遷移操作，產生N個臨時量子棲息地對于第t代第i個量子棲息地的第d維，首先產生服從均勻分布的隨機數與相應的第t代第i個量子棲息地的遷入率進行比較，若則對第t+1代編號為i+N的臨時量子棲息地進行遷入操作，根據其它量子棲息地的遷出率按輪盤賭方法在量子棲息地種群中選出第t代第k個量子棲息地將第t代第k個量子棲息地的第d維賦值給第t+1代編號為i+N的臨時量子棲息地的第d維，其中d＝1,2,…,D，N為量子棲息地個數；若則將第t代第i個量子棲息地第d維賦值給第t+1代編號為i+N的臨時量子棲息地的第d維，產生N個臨時量子棲息地后，將第t+1代編號為i+N的臨時量子棲息地做線性變換為映射為臨時棲息地，計算第t+1代編號為i+N的臨時棲息地的棲息地適宜指數，按照棲息地適宜指數的大小對第t+1代第所有臨時量子棲息地進行降序排列，則排序后的臨時量子棲息地的標號越小，適宜指數越高；

步驟4：對第t+1代前50％的優秀臨時量子棲息地進行賦值操作，即對第t+1代后50％的臨時量子棲息地進行變異操作，變異操作時，首先產生服從均勻分布的隨機數若則產生均勻分布的隨機數對于的臨時量子棲息地的第d維變量被保留到量子棲息地的相應維，對于的臨時量子棲息地的第d維使用量子差分演進機制進行演化；否則，對于的量子棲息地的第d,d＝1,2,…,D維根據量子文化機制演化獲得量子棲息地將第t+1代第i+N個量子棲息地做線性變換映射為棲息地，計算第t+1代第i+N,i＝1,2,…,N個棲息地的棲息地適宜指數，將并將該代產生的量子棲息地和上一代的量子棲息地混合，按照棲息地適宜指數的大小對所有量子棲息地進行降序排列，取前N個優秀的量子棲息地作為第下一代演化前的第i,i＝1,2,…,N個量子棲息地選取排名前20％的量子棲息地更新量子信仰空間中的量子形勢知識和量子規范知識；

步驟5：更新第t+1代量子生態系統中第i個量子棲息地的遷入率遷出率特征向量v^t+1、容納生物種群的概率P_i^t+1、突變率m_i^t+1；

步驟6：判斷是否達到最大迭代次數，如若達到，則輸出量子形勢知識中的最優量子棲息地，最優量子棲息地向量映射為棲息地，對應FIR數字濾波器的最優沖擊響應向量；若沒有達到最大迭代次數，則令t＝t+1，返回步驟3繼續進行。