[发明专利]一种基于狼群算法的卫星舱圆形设备布局构造方法

权利要求书

1.一种基于狼群算法的卫星舱圆形设备布局构造方法，其特征在于，其步骤如下：

步骤1：初始化圆形设备参数，设置目标函数为卫星舱的容器半径最小，约束条件为任意两个圆形设备之间互不重叠，且卫星舱的静不平衡量小于允许值；

步骤2：初始化迭代次数T＝1，最大迭代次数T_max；初始化狼群算法：狼群最大规模N_max、最小规模N_min，狼群规模N(T)＝N_max；分别采用半径优先策略和质量优先策略进行初始化得到初始狼群，将位置最优的狼设置为头狼；

步骤3：狼群游走H次，其中头狼采用贪婪策略更新位置，其余的狼无条件接收H次游走中的最优位置，并将游走后位置最优的狼选为头狼；

步骤4：头狼召唤其余的狼向其所在位置奔袭，若奔袭途中某个狼的位置优于头狼，则代替头狼重新发起召唤，直到每个狼与头狼之间的距离小于或等于围攻判定距离；

步骤5：狼群进行围攻，并对围攻前和围攻后的位置进行贪婪决策；

步骤6：按照“胜者为王”原则将狼群中位置最优的狼设置为头狼，完成一次迭代；

步骤7：判断迭代次数T＝T_max，则输出最优布局结果，包括容器半径、圆形设备坐标和布局图的结果；否则令迭代次数T＝T+1，按照“强者生存”原则淘汰当前狼群中位置较差的狼，将狼群规模更新为转步骤3。

2.根据权利要求1所述的基于狼群算法的卫星舱圆形设备布局构造方法，其特征在于，所述步骤1中圆形设备参数初始化为：卫星舱内需要放置n个圆形设备，圆形设备的质心和形心重合，第i个圆形设备C_i的圆心坐标为(x_i,y_i)，i＝1,2,…,n；描述圆形设备C_i的大小的度量指标r_i为圆形设备C_i的半径，m_i为圆形设备C_i的质量，α和β分别表示半径和质量的启发信息；将圆形设备按照度量指标由大到小进行排序，令S_i表示圆形设备C_i的大小类型，当|S_i-S_j|＜L时，称圆形设备C_i和圆形设备C_j相似，L表示相似性范围；所有与圆形设备C_i相似的其他圆形设备构成圆形设备C_i的相似物集合Similar_i；

所述目标函数为：卫星舱的容器半径R最小，即所有圆形设备的最大包络圆半径最小，

所述不重叠的约束条件为：其中，r_j为第j个圆形设备C_j的半径，(x_j,y_j)为圆形设备C_j的圆心坐标；

所述静不平衡量小于允许值的约束条件为：δ为允许值。

3.根据权利要求1或2所述的基于狼群算法的卫星舱圆形设备布局构造方法，其特征在于，所述步骤2中采用半径优先策略进行初始化的方法为：将圆形设备按照半径从大到小进行排序，排名前一半的定义为半径较大的圆形设备，排名后一半的定义为半径较小的圆形设备；随机生成一个包含1～n的不重复序列布局顺序，在保持相对顺序不变的前提下，将半径较大的圆形设备的编码位向前移动，半径较小圆形设备的编码位向后移动，初始化狼群个体的位置；所述采用质量优先策略进行初始化的方法为：将圆形设备按照质量从大到小进行排序，排名前一半的定义为质量较大的圆形设备，排名后一半的定义为质量较小的圆形设备；随机生成一个布局顺序，即包含1～n的不重复序列，在保持相对顺序不变的前提下，将质量较大的圆形设备的编码位向前移动，质量较小圆形设备的编码位向后移动，初始化狼群个体的位置。