[发明专利]一种带线性约束的中子能谱解谱实数遗传算法解谱方法有效
申请号: | 201910172433.8 | 申请日: | 2019-03-07 |
公开(公告)号: | CN109934345B | 公开(公告)日: | 2020-11-17 |
发明(设计)人: | 李达;张守杰;马燕;苏春磊;宋晓靓;于青玉;余小任;苗亮亮;朱广宁 | 申请(专利权)人: | 西北核技术研究所 |
主分类号: | G06N3/12 | 分类号: | G06N3/12 |
代理公司: | 西安智邦专利商标代理有限公司 61211 | 代理人: | 汪海艳 |
地址: | 710024 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | 本发明涉及一种带线性约束的中子能谱解谱实数遗传算法解谱方法,在算法过程中引入约束罚函数可以充分利用较少群的先验信息,使用宝贵的先验信息可有效提高解谱方法的准确性和计算速度。解决简单遗传算法解谱结果准确度不高,不能有效利用初始信息问题和解空间离散问题,同时解决SAND‑II迭代算法需要精确的群群对应初始谱问题及SAND‑II迭代算法严重依赖于初始谱问题。 | ||
搜索关键词: | 一种 线性 约束 中子 能谱解谱 实数 遗传 算法 方法 | ||
【主权项】:
1.一种带线性约束的中子能谱解谱实数遗传算法,其特征在于,包括以下步骤:S1、数据准备;在待测的中子辐射场辐照一系列活化箔,辐照结束后,测量其放射性,得到测量活化率;S2、确定解空间范围;解空间范围上限取为ub(单位:n·cm‑2·s‑1),解空间范围下限取为lb(单位:n·cm‑2·s‑1);S3、在解空间范围内按均匀分布随机抽取N0个初始谱,初始谱为640群;初始谱的任一群中子通量密度为N=lb+r1*(ub‑lb),单位为n·cm‑2·s‑1;r1表示范围为0‑1的随机数;S4、定义任一能谱Y的适应性函数为f(Y)=(f1(Y)+f2(Y)+f3(Y))‑1;(1)能谱Y的活化率偏差为
其中
为第i种活化箔的测量活化率,
为能谱Y经k次迭代后计算得到的第i种活化箔的活化率;(2)约束罚函数:先验信息给出的已知条件为:能群数为640群的先验中子谱被分为n段,n为小于640的正整数,每段内所有能群中子通量密度之和的比例为k1:k2:k3:…:kn,其中k1+k2+k3+…+kn=1;将能谱Y的640群按照先验中子谱的划分方式也分为n段,每段内所有能群中子通量密度之和的比例为y1:y2:y3:…:yn,其中y1+y2+y3+…+yn=1,能谱Y的约束罚函数为
(3)平滑罚函数设能谱Y的第1能群至第640能群的中子通量密度别为t1,t2,…….,t640,单位为n·cm‑2·s‑1,能谱Y的平滑罚函数为f3(Y)=lg(t12+t22+…+t6402)/gen,其中gen为进化代数;S5、选择操作,生成下一代种群草本个体;设每次迭代后生成的N0个下一代新能谱的适应性函数值分别为
生成N0个下一代种群草本
取0‑1之间的随机数r2,当
时,Zi取为Yj,其中i,j=1,2,…,N0;S6、对获得的下一代种群草本,取[Cp*N0/2],[Cp*N0/2]表示不超过[Cp*N0/2]的最大正整数,对能谱进行种群交叉,获得经交叉后的N0个新能谱;定义0‑1之间的交叉概率Cp,在N0个下一代种群草本个体中,取[Cp*N0/2]对能谱,取0‑1之间的随机参数r3,对每一对所选能谱,当r3>0.5时,进行点点交叉,即:在0群至640群之间取任意一个能群j,假设所选的某一对能谱的j群中子数分别为x1和x2,对x1和x2作算数交叉,λ为0‑1的随机数,x'1=λ·x1+(1‑λ)·x2x'2=λ·x2+(1‑λ)·x1(4‑72)其中x1′与x2′为该对能谱交叉后的j群中子数,对其余能群按(4‑72)式做同样的算术交叉,但每一能群的λ值均不相同;当r3≤0.5,取一般性杂交,即:取1‑640之间的随机整数n,直接交换每对所选能谱的第n能群至第640能群的中子数;S7、对步骤S6获得的N0个交叉后的新能谱进行基因变异,获得N0个变异后的新能谱;设交叉后生成的新能谱中第i个能谱的j群中子通量密度为xij,将N0个交叉后生成的能谱按行排列后得到的矩阵为:
对该矩阵中的N0×640×r4个数据进行变异操作,r4为0至0.1之间的随机变量;定义当前循环代数为gen,最大循环代数为MAXGEN,取0‑1之间的随机变量r5,当r5≤gen/MAXGEN时,取微小变异:取0‑1之间的随机变量r6,r6≤0.5时,xij′=xij×1.0001;r6>0.5时,xij′=xij×0.9999;当r5>gen/MAXGEN时,取均匀变异:xij′=lb+rand*(ub‑lb);S8、进化到下一代;按照步骤S4中的定义,计算经选择操作所生成的N0个下一代种群草本个体和经交叉、变异后得到的新能谱的适应性函数值,按照从大到小的顺序从中挑选出N0个适应性函数值较大的能谱,并重复进行步骤S5、S6、S7、S8,直至当前循环代数gen达到最大循环代数MAXGEN。
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