[发明专利]基于差分进化的互补搜索寻优方法和系统

权利要求书

1.一种基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，包括：

根据初始参数获取初始种群；所述初始种群包括多个成员；

对所述初始种群进行至少一代的进化，获得最终解；

在每一代进化中：

对本代种群进行适应度评估，从而获得第一适应度；所述第一适应度为所述本代种群中的成员的适应度；

根据成员与本代种群中的最优解之间的距离，将本代种群中的成员划分为内部子群的成员或外部子群的成员；

使用双曲正切函数，根据当前进化代数确定判断阈值；

获取第一随机数；

当所述第一随机数大于所述判断阈值，以所述外部子群中的潜力成员为基向量执行第一搜索策略，所述潜力成员为适应度满足预设条件的成员，反之，以所述本代种群中的成员为基向量执行第二搜索策略；

为所述本代种群中的每个成员执行交叉操作，构建试验向量；各所述试验向量组成试验种群；

对所述试验种群进行适应度评估，从而获得第二适应度；所述第二适应度为所述试验种群中的成员的适应度；

根据所述第一适应度和所述第二适应度之间的大小关系，选择所述本代种群和所述试验种群中的性能较好的成员作为下一代种群的成员。

2.根据权利要求1所述的基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，所述根据成员与本代种群中的最优解之间的距离，将本代种群中的成员划分为内部子群的成员或外部子群的成员，包括：

获取所述本代种群中的各成员与所述本代种群中的最优解之间的切比雪夫距离；

确定平均距离；所述平均距离为各所述切比雪夫距离的平均值；

若所述本代种群中的成员与所述本代种群中的最优解之间的切比雪夫距离小于所述平均距离，则将该成员划分为所述内部子群的成员；

若所述本代种群中的成员与所述本代种群中的最优解之间的切比雪夫距离大于所述平均距离，则将该成员划分为所述外部子群的成员。

3.根据权利要求2所述的基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，所述本代种群中的最优解为所述本代种群中具有最佳的适应度的成员。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，所述根据初始参数获取初始种群，包括：

获取初始参数；所述初始参数包括种群规模NP、待优化问题的决策变量维度D、最大进化代数g_max、进化代数计数变量g、待优化问题的决策变量的下限x_min＝[x_1,min,x_2,min,…,x_D,min]^T以及待优化问题的决策变量的上限x_max＝[x_1,max,x_2,max,…,x_D,max]^T；所述进化代数计数变量g用于对进化代数进行计数；

根据公式p⁰＝rand(NP,D)*(x_max-x_min)+x_min生成所述初始种群p⁰。

5.根据权利要求4所述的基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，所述使用双曲正切函数，根据当前进化代数确定判断阈值，所使用的公式为：

其中，p_mu为所述判断阈值，为可调整的参数，g为进化代数计数变量，g_max为最大进化代数。

6.根据权利要求4所述的基于差分进化的互补搜索寻优方法，其特征在于，所述第一搜索策略所使用的公式为：

其中，v_i为第一搜索策略的执行结果，τ_po为可调整的参数，x_ra、x_r1和x_r2为随机选取的向量，x_po为作为所述基向量的所述潜力成员，F_ii为变异因子，CR_ii为交叉因子，ii表示索引计数，ii≤NP。