[发明专利]一种基于组织膜结构的混合P系统算法

说明书

技术领域

本发明涉及膜算法技术领域，尤其涉及一种基于组织膜结构的混合P系统算法。

背景技术

近几年，膜算法已成功应用于求解各类优化问题，如旅行商问题、最小存储问题、车间作业调度问题等等。凭借其可靠性高，收敛速度快和求解质量好的优越性，膜算法已经渗透到了控制系统、过程控制等。凹印机套色控制系统就是根据套色误差和控制量变化，并利用膜算法对控制器参数进行调整。现有技术中都是以套色误差的改进来验证算法的有效性，而没有考虑到看质量的变化情况。如果控制量变化剧烈，必然对生产设备产生大的冲击，从而增加设备维护的费用，缩短设备的使用寿命。事实上凹印机套色控制系统是一个强耦合、大之后的系统，之光上，解除系统的耦合关系将有助于套色性能的提升，但是要解除强烈的耦合关系通常会造成很大的控制量变化。位于凹印机套色控制系统而言，控制量变化剧烈不仅意味着设备上的不良效应，而且会给整个系统的套色性能带来负面影响，这是因为大的控制量变化对后续色组的误差的影响也大。因为对于凹印机套色控制系统很有必要在减少套色误差的同时，兼顾考虑控制量的变化情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于组织膜结构的混合P系统算法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于组织膜结构的混合P系统算法，包括：

步骤S01：初始化系统的结构和参数，将组织膜结构内的计算空间划分成区域1和四个区域2；

其中,每个所述区域2中个体数m＝5，初始化迭代次数t＝0，最大迭代次数MAX_GEN；

步骤S02：在每个区域2中根据改进更新规则更新区域2中的个体，并对迭代次数t以t＝t+1的方式进行累加；

步骤S03：判断区域2中的个体是否满足误差条件，如果是，则计算对应的目标函数值，否则不计算对应的目标函数值；

步骤S04：将区域2中目标函数的最优解送入区域1中；

步骤S05：在区域1中根据模拟退火算子判断是否保留并更新区域1中的最优解；

步骤S06：判断所述迭代次数t是否等于最大迭代次数MAX_GEN，如果是，则终止程序，并输出最优解，否则返回步骤S02。

本发明的有益效果是：本发明的一种基于组织膜结构的混合P系统算法，将种群划分与基膜中独立搜索，增加了种群的多样性，获得更好的优化性能，具有很好的全局搜索能力和求解高维问题的能力，在凹印机套色控制系统中能兼顾套色误差与控制量的变化情况，在保障精度和快速性的前提下改善控制量的平稳性，可以较快的消除套色误差，并使得控制量相对柔和。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤S01中，所述组织膜结构包括4个基膜和1个表层膜，将组织膜结构内的计算空间划分成5个区域，每个所述基膜对应一个区域2，所述表层膜对应区域1，且区域1为所述组织膜结构内除区域2以外的区域。

上述进一步方案的有益效果是：通过将膜结构内的框架进行划分，使得每个区域中都有相应的规则和对象的多丛集参与运算，每个基膜对应的区域2中均包含了一组自种群和改进更新规则，并且每个基膜对应的区域1均独立进行运算，提高了运算的效率和运算的准确性。

进一步：所述步骤S02中，改进更新规则为：在每个区域2中以概率P利用本区域中的最好个体所提供的信息进行更新，以概率1-P利用所有区域中的最好个体提供的信息进行更新，具体如下：