[发明专利]一种改进标准混合蛙跳算法的方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及计算机辅助设计的数据处理方法，具体地说是一种改进标准混 合蛙跳算法的方法。

背景技术

很多技术领域中的许多数据处理问题都需要建立模型来解决，最后都将转化为函数优 化问题。所以函数优化应用越来越普遍、越来越重要。2003年Eusuff等结合模因算法和粒 子群优化算法提出了一种全新的函数优化算法——混合蛙跳算法，该算法具有算法结构简 单、对初始值要求不高、收敛速度快、设置参数个数较少、鲁棒性强和实现简单且执行效 率较高，特别是其混合机制对跳出局部最优及保证算法收敛于全局最优有非常大的帮助， 该算法已在计算机领域和许多工程领域的数据处理中得到广泛的应用。

然而上述现有的混合蛙跳算法仍存在一些缺陷：进化后期收敛速度严重减慢、收敛精 度不足和易陷入局部最优。当前有许多研究对其性能进行改进：引入变异算子对种群个体 进行变异操作，增大个体的搜索空间；将其与人工鱼群算法联合使用，提高其收敛速度； 采用模糊控制技术对其参数进行动态调整，提高其收敛精度和收敛速度。以上改进研究在 一定程度上提高了混合蛙跳算法的整体性能，但在算法精度、效率和保证收敛于全局最优 方面仍未得到很好地解决，需要进一步的改进与完善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种改进标准混合蛙跳算法的方法，是将标准混 合蛙跳算法中的种群混合机制与子种群内部迭代机制进行了合并处理，并动态调整移动步 长，借助于MicrosoftVisualC++计算机软件实现改进后的算法，克服了现有技术中标 准混合蛙跳算法存在的进化后期收敛速度严重减慢、收敛精度不足和易陷入局部最优的缺 陷。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种改进标准混合蛙跳算法的方法，是 将标准混合蛙跳算法中的种群混合机制与子种群内部迭代机制进行了合并处理，并动态调 整移动步长，借助于MicrosoftVisualC++计算机软件实现改进后的算法，具体步骤如 下：

第一步，确定需要初始化的参数及其初值：

参照标准混合蛙跳算法的参数初始化情况，确定改进后混合蛙跳算法需要初始化的参 数，包括：青蛙种群的个体数F、青蛙子种群数m、每个青蛙子种群的青蛙个体数n、每 只青蛙个体的位置X_i、最大混合迭代次数N、当前混合迭代次数i、最大移动步长D_jmax、 进步阀值δ、移动步长变异系数dj、移动步长变异系数上限值dj_big、移动步长变异系数 下限值dj_small、移动步长调整结束标志S、预测原始数列长度p和最小允许误差Δ，其中， n＝F/m，0＜S＜1，p≥4；

上述所设需要初始化的参数的初值的确定如下：当前混合迭代次数i需赋初值为0； 每只青蛙的位置X_i应在解空间内随机初始化，而解空间维度是用户根据求解问题的类型 来确定的；青蛙种群的青蛙个体数F、青蛙子种群数m、每个青蛙子种群的青蛙个体数n、 最大混合迭代次数N、最大移动步长D_jmax、进步阀值δ、移动步长变异系数dj、移动步 长变异系数上限值dj_big、移动步长变异系数下限值dj_small、移动步长调整结束标志S、 预测原始数列长度p和最小允许误差Δ，这些参数的初值由用户从求解问题的类型、复杂 程度和期望求解精度方面综合考虑进而确定其初值；

第二步，计算每只青蛙个体的适应值，找出该青蛙种群的全局最优青蛙个体的适应值 及其位置：

借助MicrosoftVisualC++计算机软件编写人机界面，设置参数适应值Y_g和位置X_g用 于记录该青蛙种群的全局最优青蛙个体的适应值及其位置，将第一步中设置的参数及其初 值输入人机界面中，根据青蛙种群的适应值函数，编写程序计算该青蛙种群中每只青蛙个 体所在位置X_i的适应值Y_i，并通过循环比较法确定出该青蛙种群的全局最优青蛙个体的适 应值及其位置并分别赋给适应值Y_g和位置X_g，具体操作如下：