[發(fā)明專利]一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710408614.7
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107330245A
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文建全
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南創(chuàng)星科技股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：初始化階段，初始化分子動能及其他分子結(jié)構(gòu)屬性；

步驟2：迭代階段，判斷算法的終止條件是否滿足，若不滿足，則進(jìn)行單分子操作或雙分子操作，直至滿足終止條件；

步驟3：終止階段，輸出全局最優(yōu)解及對應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，在進(jìn)行步驟1之前，先確定優(yōu)化問題的分子結(jié)構(gòu)式、邊界約束條件以及問題的維數(shù)，并確定算法的參數(shù)取值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，所述優(yōu)化問題的分子結(jié)構(gòu)式為

其中，ω′₁(i)、ω′₂(i)分別為分子1、分子2的當(dāng)前分子結(jié)構(gòu)，分別為分子1和分子2的歷史最優(yōu)分子結(jié)構(gòu)，i,j∈{1,2,…,N}，且隨機(jī)產(chǎn)生。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，所述邊界約束條件為：

其中，ω(i)分子結(jié)構(gòu)ω的第i維的值，u(i)和l(i)分別為第i個分量的上、下限，t為隨機(jī)數(shù)，且t∈[0,1]。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，所述問題的維數(shù)確定的具體過程為：

步驟1-1：隨機(jī)產(chǎn)生M個具有N維變量的分子，其時間復(fù)雜度為O(MN)；

步驟1-2：判斷終止條件是否滿足，其時間復(fù)雜度為O(1)；

步驟1-3：判斷執(zhí)行的分子操作類型，其時間復(fù)雜度為O(1)；隨機(jī)選擇一個分子，進(jìn)行分解反應(yīng)操作或者對墻無效碰撞操作，其最大時間復(fù)雜度為O(N)；隨機(jī)選擇兩個分子進(jìn)行分子間碰撞操作，其時間復(fù)雜度O(1)，迭代過程中的最大時間復(fù)雜度為O(N)；

步驟1-4：檢查并更新全局最小值，其時間復(fù)雜度為O(1)；

步驟1-5：如果迭代繼續(xù)，則轉(zhuǎn)向步驟1-2；

步驟1-6：得到算法的時間復(fù)雜度為O(MN)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，所述步驟1中的其他分子結(jié)構(gòu)屬性包括碰撞次數(shù)、最小值、最小碰撞次數(shù)以及最小分子結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實數(shù)編碼化學(xué)反應(yīng)智能優(yōu)化算法，其特征在于，所述步驟2的具體過程為：

步驟2-1：當(dāng)算法的終止條件不滿足時，隨機(jī)獲得b∈[0,1]，如果b＞Molecoll，其中Molecoll為用于決定分子操作類型的參數(shù)，其取值大小根據(jù)需要選擇，Molecoll∈[0,1]，則進(jìn)入步驟2-2進(jìn)行單分子操作；如果b＜Molecoll，則進(jìn)入步驟2-3進(jìn)行雙分子操作；

步驟2-2：在分子種群中隨機(jī)選擇一個分子M_ω，判斷該分子是否達(dá)到分解的閥值，如果NumHit_ω-MinHit_ω＞α，其中，MumHit_ω為碰撞次數(shù)，MinHit_ω為最小碰撞次數(shù)，α為分子進(jìn)行分解反應(yīng)的條件參數(shù)，其取值大小根據(jù)需要選擇，則分子進(jìn)行分解反應(yīng)操作，否則進(jìn)行對墻無效碰撞反應(yīng)操作；

步驟2-3：在分子種群中隨機(jī)選擇兩個分子，然后進(jìn)行分子間碰撞操作；

步驟2-4：完成分解反應(yīng)操作或?qū)o效碰撞反應(yīng)操作或分子間碰撞操作后，檢查并更新全局最小值；

步驟2-5:判斷終止條件是否滿足，若不滿足，則返回至步驟2-1，否則結(jié)束迭代階段，進(jìn)入終止階段。