[發明專利]內控復核型關聯控制的混合類快速成型架構方法

有效

• 申請號: 201710752465.6
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107561936B
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 劉利釗
• 申請（專利權）人: 三維泰柯（廈門）電子科技有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙) 11466
• 代理人: 張璐;黃啟行

本發明公開了一種內控復核型關聯控制的混合類快速成型架構方法，利用深度學習策略構造初始控制集合體以保證控制熱源體均勻分布在控制空間中；再利用復核型關聯控制對最優控制熱源體進行局部控制，尋找最優解。本發明在進化過程中只對精英控制熱源體進行單純形確定性局部控制，能較大減少算法適應度函數計算次數；深度學習策略能使控制熱源體均勻分布在控制空間中，為全局控制奠定基礎；本發明還通過柯西變異算子以避免改方法陷入局部最優。最終通過最短時間，得到全局最優解。

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及內控復核型關聯控制的混合類快速成 型架構方法。

背景技術

類快速成型架構(CRPA)法是Birbil和Fang于2003年提出的一種新的全 局優化啟發式方法。該方法模擬快速成型場中的吸引和排斥架構，將問題的 解看作一個帶電控制熱源體，通過帶電控制熱源體間吸引-排斥架構準則產生 群體智能指導優化控制。由于該方法具有良好的控制性能，因此在函數優化、 項目調度、神經網絡訓練和旅行商問題等領域中得到廣泛的應用。但其存在 控制集合體多樣性差、對初始控制集合體的分布要求較高、易出現早熟穩定 控制和局部控制能力差等缺點。且該方法中控制熱源體所受合力會忽略解空 間中的某些可行控制區域，在一些復雜優化問題中容易出現早熟穩定控制。 為了避免此問題，Birbil和Fang在標準CRPA方法的基礎上，對合力計算步 驟進行了修改，提出一種修改的類快速成型架構方法，在計算合力時，對當 前群體中離最優控制熱源體x_best最遠的個體x_p施加擾動，使其可能移動到被忽 略區域，增強算法的全局控制能力。但其控制速度慢，全局的控制能力有限。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明提供一種內控復核型關聯控制的 混合類快速成型架構方法，增強了算法在最優點周圍的局部控制能力，以加 快穩定控制速度，從而提高了全局的控制能力。

本發明提供的內控復核型關聯控制的混合類快速成型架構方法，其改進 之處在于，利用深度學習策略構造初始控制集合體以保證控制熱源體均勻分 布在控制空間中；再利用復核型關聯控制對最優控制熱源體進行局部控制， 尋找全局最優解；包括如下步驟：

(1)在D維控制空間中隨機產生N個候選控制熱源體，構造一始控制集 合體RP；

(2)利用深度學習策略，產生所述初始控制集合體RP的對應反向控制集 合體OP；

(3)合并所述一始控制集合體RP和所述反向控制集合體OP，將合并后 的2N個控制熱源體按照其對應的優化控制度函數大小進行升序排序，選取前N個控制熱源體作為類快速成型架構方法的初始控制集合體；

(4)計算所述初始控制集合體中每個帶電的控制熱源體所受作用力，判 斷是否滿足結束條件，若滿足，則結束，否則進行下一步；

(5)將所述初始控制集合體中的控制熱源體分為精英控制熱源體和一般 控制熱源體，對精英控制熱源體進行單純形控制；

(6)移動所述控制熱源體，更新群體中每個所述控制熱源體的位置；

(7)當所有所述控制熱源體穩定控制到一定程度時，對所述精英控制熱 源體和所述一般控制熱源體進行柯西變異的局部控制，得到全局最優解。

優選的，在D維控制空間中：

設任一控制熱源體為x∈[l,u]，則：

其反向控制熱源體x'為：x'＝l+u-x；

將所述反向控制熱源體x'擴展到D維控制空間，設P為D維控制空間的一 個候選解，則：

P＝(x₁,x₂,…,x_D)；