[发明专利]一种实数编码化学反应智能优化算法

权利要求书

1.一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化阶段，初始化分子动能及其他分子结构属性；

步骤2：迭代阶段，判断算法的终止条件是否满足，若不满足，则进行单分子操作或双分子操作，直至满足终止条件；

步骤3：终止阶段，输出全局最优解及对应的目标函数值。

2.根据权利要求1所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，在进行步骤1之前，先确定优化问题的分子结构式、边界约束条件以及问题的维数，并确定算法的参数取值。

3.根据权利要求2所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，所述优化问题的分子结构式为

其中，ω′₁(i)、ω′₂(i)分别为分子1、分子2的当前分子结构，分别为分子1和分子2的历史最优分子结构，i,j∈{1,2,…,N}，且随机产生。

4.根据权利要求2所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，所述边界约束条件为：

其中，ω(i)分子结构ω的第i维的值，u(i)和l(i)分别为第i个分量的上、下限，t为随机数，且t∈[0,1]。

5.根据权利要求2所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，所述问题的维数确定的具体过程为：

步骤1-1：随机产生M个具有N维变量的分子，其时间复杂度为O(MN)；

步骤1-2：判断终止条件是否满足，其时间复杂度为O(1)；

步骤1-3：判断执行的分子操作类型，其时间复杂度为O(1)；随机选择一个分子，进行分解反应操作或者对墙无效碰撞操作，其最大时间复杂度为O(N)；随机选择两个分子进行分子间碰撞操作，其时间复杂度O(1)，迭代过程中的最大时间复杂度为O(N)；

步骤1-4：检查并更新全局最小值，其时间复杂度为O(1)；

步骤1-5：如果迭代继续，则转向步骤1-2；

步骤1-6：得到算法的时间复杂度为O(MN)。

6.根据权利要求1所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，所述步骤1中的其他分子结构属性包括碰撞次数、最小值、最小碰撞次数以及最小分子结构。

7.根据权利要求1所述的一种实数编码化学反应智能优化算法，其特征在于，所述步骤2的具体过程为：

步骤2-1：当算法的终止条件不满足时，随机获得b∈[0,1]，如果b＞Molecoll，其中Molecoll为用于决定分子操作类型的参数，其取值大小根据需要选择，Molecoll∈[0,1]，则进入步骤2-2进行单分子操作；如果b＜Molecoll，则进入步骤2-3进行双分子操作；

步骤2-2：在分子种群中随机选择一个分子M_ω，判断该分子是否达到分解的阀值，如果NumHit_ω-MinHit_ω＞α，其中，MumHit_ω为碰撞次数，MinHit_ω为最小碰撞次数，α为分子进行分解反应的条件参数，其取值大小根据需要选择，则分子进行分解反应操作，否则进行对墙无效碰撞反应操作；

步骤2-3：在分子种群中随机选择两个分子，然后进行分子间碰撞操作；

步骤2-4：完成分解反应操作或对墙无效碰撞反应操作或分子间碰撞操作后，检查并更新全局最小值；

步骤2-5:判断终止条件是否满足，若不满足，则返回至步骤2-1，否则结束迭代阶段，进入终止阶段。