[发明专利]一种基于可行均衡机制的约束优化进化算法

权利要求书

1.一种求解约束优化问题的基于可行均衡机制的约束优化进化算法，其特征在于：所述算法是以种群可行性均衡机制为约束处理技术、以智能进化算法为目标函数寻优方法的约束优化进化算法，所述约束优化问题的形式如下：

式中X=[x₁, x₂,…, x_n]为自变量向量，f(X)为目标函数，g_j(X)为不等式约束，h_j(X)为等式约束，u_i和l_i是自变量x_i的上、下界；该约束优化进化算法包括如下步骤：

1) 初始化：确定种群规模N和算法参数的初始值，设迭代次数t为0，在搜索空间中随机生成初始种群P(t)={x_k|k=1,2,…,N}；

2) 进化操作：利用交叉算子和变异算子对P(t)中的个体实施进化操作，得到M个个体构成过渡种群；

3) 评价个体：计算P(t)与过渡种群构成的混合种群中所有N+M个体的目标函数值f(x_k)和约束违反度(x_k)；

4) 生成下一代种群：依据可行均衡机制从混合种群中选择N个个体构成下一代种群P(t+1)；

5) 终止判断：如果P(t+1)中最好个体的目标函数值达到期望值或者t超过设定的最大次数，则输出最优解并结束算法，否则t加1并返回步骤2)。

2.根据权利要求1所述的约束优化进化算法，其特征在于：所述进化算法是遗传算法、粒子群算法、差异进化算法、进化策略、进化规划、文化算法等智能算法以及它们的改进算法中的一种。

3.根据权利要求1所述的约束优化进化算法，其特征在于：所述步骤3)中约束违反度(x_k)按以下两式其中之一计算：

式中为等式约束容忍值。

4.根据权利要求1所述的约束优化进化算法，其特征在于：所述步骤4)中可行均衡机制是根据混合种群中的可行解比例将种群分为三类，分别为可行种群(=1)、不可行种群(=0)和半可行种群(0<<1)。

5.根据权利要求1所述的约束优化进化算法，其特征在于：所述步骤4)中依据可行均衡机制选择个体分三种情况进行：如果混合种群是可行种群，则按目标函数值f(x_k)从小到大排序选择前N个个体；如果混合种群是不可行种群，则按约束违反度(x_k)从小到大排序选择前N/2个个体，另外N/2个个体从其他未被选择的个体中随机选取；如果混合种群是半可行种群，则按f(x_k)与(x_k)的归一化均衡值F(x_k)从小到大排序选择前N个个体：

式中为上一代种群中的可行解比例。