[發(fā)明專利]基于方勢阱模型的量子行為粒子群優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107146411A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳濤;陳曦;王鐵軍;陳昊;趙長明;陳海寧;謝磊;王婷;符穎;吳琴
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06N3/00
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙)51241
• 代理人: 曹少華

1.基于方勢阱模型的量子行為粒子群優(yōu)化方法，其特征在于：建立了原QPSO算法中r1與r2的相關(guān)性描述，具體描述方法為二元正態(tài)Copula函數(shù)聯(lián)合三種特殊的Copula，根據(jù)Copula函數(shù)的定義和Sklar定理，可以得到二元因子r1，r2的相關(guān)性描述公式：

H(r1,r2)＝C_ρ(r1,r2)＝Φ_ρ(Φ^-1(r1),Φ^-1(r2))

其中，H為二元相關(guān)因子r1,r2的聯(lián)合分布函數(shù)，C為二元正態(tài)Copula函數(shù)，ρ為指定相關(guān)系數(shù)，線性相關(guān)系數(shù)ρ是度量變量間相關(guān)性強弱的指標，可以反映出二元相關(guān)因子r1,r2的線性相關(guān)特性，在QPSO模型中，r1,r2間的相關(guān)程度體現(xiàn)了粒子在選擇勢阱中心時對自身信念pbest和共享信念gbest持有度之間的關(guān)系，為平衡利用算法的已有信息提供了有效的途徑，

基于方勢阱模型的二元相關(guān)性量子行為粒子群優(yōu)化算法中r1,r2的相關(guān)特性可以采用二元正態(tài)Copula函數(shù)與以上這三種Copula聯(lián)合在一起共同描述：

原有QPSO算法采用的是Delta勢阱，采用方勢阱模型，下面都是粒子在方勢阱模型中隨機位置構(gòu)建過程的描述，方勢阱的狀態(tài)函數(shù)可以通過解析的方式獲得，利用蒙特卡洛方法將粒子在方勢阱中運動的波函數(shù)坍縮到經(jīng)典狀態(tài)，通過求解和變換可以得到粒子在方勢阱中位置的隨機方程為

X=p±Wcos-1(u)]]>

沿用平均最好位置C，令Z＝C-X，為了保證并加快QPSO算法的收斂速度，本發(fā)明采用概率控制勢阱特征長度的方式并考慮到時間的變化，BC-QSPSO算法中粒子在一維有限深對稱方勢阱中的進化公式為

X(t+1)=p(t)±α|C(t)-X(t)|cos-1(u),α<1.5]]>

對于粒子i，將公式中的吸引子p點寫成p_i＝(p_i,1,p_i,2,…p_i,N)的形式，在每一維上都以p_i,j為中心建立一個一維有限深對稱方勢阱，對于給定的p_i,j，粒子i第j維的坐標基本進化方程為：

Xi,j(t+1)=pi,j(t)±α3|Cj(t)-Xi,j(t)|cos-1(ui,j(t)),ui,j(t)~U(0,1)]]>

于是，BC-QSPSO模型中粒子在D維空間完整的進化公式如下：

Xi,j(t+1)=pi,j(t)±α3|Cj(t)-Xi,j(t)|cos-1(ui,j(t)),ui,j(t)~U(0,1)pi,j(t)=c1r1i,j(t)c1r1i,j(t)+c2r2i,j(t)Pi,j(t)+c2r2i,j(t)c1r1i,j(t)+c2r2i,j(t)Gj(t),1≤j≤DH(r1,r2)=Cρ(r1,r2)=Φρ(Φ-1(r1),Φ-1(r2)).]]>