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专利号: 2018116453230
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种自适应混沌并行克隆选择算法的WTA目标优化方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:构建编队防空作战WTA的优化模型,优化模型f定义为:式中,pij∈[0,1]表示武器的作战效力,W表示武器数量,i=1,2…W,T表示敌方威胁目标数量,j=1,2…T,λj∈[0,1]表示敌方威胁目标的毁伤概率,xij表示是否将第i武器分配给第j敌方威胁目标,如果分配xij=1,否则xij=0;

步骤2:通过免疫响应机制与WTA模型的对比定义抗体、抗原和亲和度,其中,抗原表示目标函数与约束条件,抗体表示火力分配的所有潜在解,即优化模型数f的所有解;亲和度提供了抗体、抗原的定量估计,表示作战效能的最大数学期望,亲和度定义为:步骤3:初始化相关参数,包括抗体规模N、记忆种群规模M(M

步骤4:设置当前迭代次数设定为k,通过公式(3)计算抗体Xi(k)与抗原之间的适应度fi(k),i∈N;

步骤5:判断终止条件:如果当前迭代次数k=K,则输出最优结果Xopt;

否则,令k=k+1,并通过适应度fi(k)计算记忆种群Pm(k);

具体地,根据适应度fi(k)的值进行排序形成抗体种群P*(k),并从所述抗体种群P*(k)中选择M个最优个体形成记忆种群Pm(k);

步骤6:对抗体种群P*(k)进行并行分类,产生多个抗体子种群,所述抗体子群包括精英子种群PE(k)、常规子种群PG(k)和劣等子种群PI(k);

步骤7:分别对精英子种群PE(k)、常规子种群PG(k)进行克隆繁殖计算,得到克隆后的精英子种群 和常规子种群步骤8:分别对克隆后的精英子种群 和常规子种群 进行混沌变异计算,得到变异后的精英子种群 和常规子种群步骤9:对变异后的精英子种群 和常规子种群 进行克隆选择计算,得到抗体进化种群抗体进化种群PM(k),具体的:通过公式(3)分别对精英子种群 和常规子种群 中的个体进行适应度计算;

如果抗体Xi的适应度f(Xi)小于经过步骤7和步骤8处理后产生的对应新抗体 的适应度 即:则用变异抗体 代替原来的抗体Xi;否则,继续保留原来抗体种群P*(k)中的抗体Xi;

步骤10:计算抗体进化种群PM(k)的多样性Dij,并通过多样性Dij进行抗体抑制判断;

步骤11:更新抗体种群P(k)=Pm(k)+PM(k)+PN(k),即更新后的种群包括记忆种群Pm(k)、进化种群PM(k)和新劣等子群PN(k);

步骤12:利用公式(3)重新计算更新后种群中抗原和抗体之间的适应度fi(k),并根据适应度fi(k)的值进行降序排列,选择M个适应度高的抗体进行记忆种群的更新,形成新的记忆种群Pm(k);

步骤13:返回步骤5。

2.根据权利要求1所述的WTA目标优化方法,其特征在于,在所述步骤3中,采用Logistic映射混沌函数计算初始化抗体P(0);

P(0)=[XB1(0),XB2(0)...XBN(0)],其中 B为变量维数;

具体如下:定义y为混沌变量,y0∈(0,1),并且y0≠0.5,H为混沌最大迭代次数,μ为混沌行为的控制参数,则Logistic映射为:式中,h为当前混沌迭代次数,H=N, 表示第k代混沌变量, 表示第k+1代混沌变量;

通过上述过程产生:

3.根据权利要求2所述的WTA目标优化方法,其特征在于,所述步骤6的中对抗体种群进行并行分类的具体内容为:按照比例E:G:I将抗体种群P*(k)分为精英子种群PE(k)、常规子种群PG(k)和劣等子种群PI(k)三类,其中,E+G+I=1,PE(k)+PG(k)+PI(k)=P*(k)=P(k)。

4.根据权利要求3所述的WTA目标优化方法,其特征在于,所述步骤7中对精英子种群PE(k)、常规子种群PG(k)进行克隆繁殖的计算方法为:Hk=Hk.a/Hk.max                   (7)γk=round[N×(γ0+ω(1-Hk))]         (8)式中,N表示抗体种群规模,aib表示第i个抗体的第b个变量,ajb表示第j个抗体的第b个变量,Hij表示抗体i与抗体j之间的亲和度,Ha表示抗体种群的平均亲和度,Hk表示第k代抗体种群多样性,Hk.max表示第k代抗体种群的最大亲和度;γ0表示克隆基数,ω表示克隆因子,γk表示克隆规模,round表示取整符号。

5.根据权利要求4所述的WTA目标优化方法,其特征在于,所述步骤8中对克隆后的精英子种群 和常规子种群 进行混沌变异计算的具体内容为:r=βe(-αT)          (10)

式中, 表示抗体i第b个变量产生的新变量,r表示扰动系数,yi表示混沌变量,β和α表示调整变量。

6.根据权利要求5所述的WTA目标优化方法,其特征在于,所述步骤10的具体内容为:计算抗体Xi与抗体Xj的欧几里得距离,并以所述欧几里得距离来表示种群的多样性Dij,即σ为判断是否进行抗体抑制的阈值,一般σ∈[0~1];

如果Dij>σ,则进行劣等子种群PI(k)的更新,具体的,劣等子种群PI(k)经过公式(4)混沌再生形成规模相等的新劣等子种群PN(k);否则,不进行劣等子种群PI(k)的更新。