[发明专利]基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法

权利要求书

1.一种基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)、使用色谱仪检测出各批中药材有效成份的含量；

(2)、将各批中药材的成份含量数据，即每批中药材的成份含量值，通过图谱分析软件转换为成份含量矩阵，并加载该矩阵到内存中；

(3)、设定勾兑参数，即设定勾兑允许的最大平均偏差；

(4)、勾兑问题的数学模型如下：

勾兑优化问题的计算模型如公式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示，其中公式(Ⅱ)为公式(Ⅰ)的符号表示，

AX＝B (Ⅱ)

其中m为成份总数，n为批次总数，a_ij为第j批、第i种成份的含量，x_i为勾兑比例，x_i∈[0,1]，b_i为勾兑目标值，勾兑优化的目标函数为

(5)、利用改进的趋势平衡遗传算法进行勾兑优化，改进的遗传算法采用基因型和表现型一体的设计，即个体的基因型和表现型相同，改进的趋势平衡遗传算法进行勾兑优化的方法如下：

(c)设定种群初始大小nPopSize，并按照约束条件初始化种群,即按照公式对每个个体解向量进行初始化，其中fRandNum为[0,1]范围内的随机浮点数，共初始化nPopSize个个体解向量X；

(d)设定最大迭代次数MAX_ITERATION_TIMES，设定最佳个体的平均偏移率为100％，即1.0；

(e)利用趋势交叉算子、趋势变异算子、趋势平衡算子和趋势选择算子反复迭代进行勾兑优化，反复迭代进行勾兑优化的方法如下：

(m)趋势交叉运算；

(n)趋势变异运算；

(o)趋势平衡运算；

(p)趋势选择运算；

(q)从趋势选择运算中计算出的新一代种群中找出最佳个体；

(r)若迭代次数未超过最大迭代次数MAX_ITERATION_TIMES，且当前最佳个体平均偏移率大于等于最大平均偏差的阈值，则重复上述(m)-(r)步，否则继续(s)；

(s)生成并显示勾兑优化方案，包括各批中药材的最佳勾兑比例和勾兑后的平均偏差。

2.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：所述勾兑允许的最大平均偏差在10％以内。

3.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：趋势交叉算子是搜索到最优解的过程，即最优解可能在优势个体与其他非优势个体的变化区间内，其他非优势个体向优势个体逼近，从而生成新的个体，新的个体生成方法如下：

(1)生成权系数a，其中a为[0,1]范围内的随机浮点数；

(2)计算权系数b，b＝1-a；

(3)计算新个体分量其中为优势个体的比例分量，为非优势个体的比例分量。

4.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：趋势变异算子是搜索最优解，即最优解可能在优势个体的附近，为了在优势个体的附近搜索最优解，设计了正向变异算子和负向变异算子两种变异算子，利用这两种算子对父代个体进行变异，这两种算子定义如下：

(1)正向变异算子x′_i＝x_i+(1-x_i)×a，其中a为[0,1]范围内的随机浮点数；

(2)负向变异算子x′_i＝x_i+(0-x_i)×b，其中b为[0,1]范围内的随机浮点数；

上述算子中x_i为父代个体分量，x′_i为新个体分量。