交互更新模式的量子遗传算法的几何约束求解

摘要：

目的 针对传统量子遗传算法无法充分利用种群中未成熟个体信息的不足,提出了基于交互更新模式的量子遗传算法(IUMQGA)并应用于几何约束求解中.方法 几何约束问题的约束方程组可转化为优化模型,因此约束求解问题可以转化为优化问题.采用将遗传算法与量子理论相结合的量子遗传算法,使用双串量子染色体结构,使用交互更新策略将遗传算法中的交叉操作利用量子门变换来实现,根据不同情况采用不同的交互更新策略.这里的交互,指的是两个个体进行信息交换的过程,该过程用以产生新的个体.这不仅增加了个体间信息的交换而且充分利用了种群中未成熟个体的信息,提高了算法的收敛速度.结果 通过非线性方程实例和几何约束实例测试并与其他方法比较表明,基于交互更新模式的量子遗传算法求解几何约束问题具有更好的求解精度和求解速率.双圆外公切线问题实例中,IUMQGA算法比QGA算法稳定;单圆填充问题和双圆外公切线问题实例中,通过实验求得各变量的最优值与其相应的精确值的误差在1E-2以下.结论 采用交互更新模式的量子遗传算法可以很好地求解几何约束问题.

关键词：计算机辅助设计、几何约束求解、量子遗传算法、量子染色体、交互模式更新

所属期刊栏目：21

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61300096;中央高校基本科研业务费专项基金项目N130404013;National Natural Science Foundation of China61300096

在线出版日期：2016-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：499-509