指数函数膜计算模型的自动设计方法研究

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1、第38卷第3期四川电力技术Vo1．38-No．32015年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2015指数函数膜计算模型的自动设计方法研究赖正坤，孙敏，杨昌东(西南交通大学电气工程学院，l~t)lI成都610031)摘要：膜计算模型设计是当前膜计算方向非常活跃的一个研究方向。研究者们利用数学、形式语言等工具进行膜计算基础理论研究，已经提出了各种膜计算模型，并取得了许多研究成果。从最开始复杂的手工推导到近期的自动设计研究，在膜计算模型自动设计方法变的日益成熟的过程中，膜计算模型也能解决更多的问题。在前人的基础上将

2、膜计算自动设计方法用于推广到指数函数的计算，同时对设计方法进行了改进，采用置换编码的方法，结合遗传算法在P—Lingua仿真平台实现了2、3、4的计算，验证此方法的有效性和可行性。关键词：膜计算；指数函数；自动设计；置换编码Abstract：Thedesignofmembranecomputingmodelisthecurrentresearchdirectionofmembranecomputing．Researchersusemath，formallanguageandothertoolstoformthebasisforthetheoryof

3、membranecomputing，theyhaveproposedavarietyofmembranecomputingmodelsandhaveachievedmanyresearchresults．Fromthecomplexmanualautomaticderivationtotherecentresearchofautomaticdesigninmembranecomputingmodel，theautomaticdesignmethodsbecomesincreasinglysophis-ticated，andthemembraneco

4、mputingmodelalsocansolvemoreproblems．Onthebasisoftheformerresearches，theauto-mariedesignmethodsofmembranecomputingareappliedtothecalculationofexponentialfunction，whilethedesignmethodisimproved．UsingreplacementencodingmethodandcombinedwithgeneticalgorithminP—Linguasimulationpla

5、tformtoa-thieve2，3，4calculations，thevalidityandfeasibilityoftheproposedmethodareverified．Keywords：membranecomputing；exponentialfunction；automaticdesign；replacementencoding中图分类号：TM769文献标志码：A文章编号：1003—6954(2015)03—0050—05法对冗余规则集中的规则进行寻优，实现膜系统的0引言自动设计；文献[11]将量子进化算法与膜系统的设计结合起来，并首次

6、通过0、1编码来表示冗余规则膜计算(membranecomputing，MC)作为自然计集规则的选取，其中“0”表示不选取该条规则，“1”算的一个年轻分支，旨在从生命细胞的结构与功能表示选取该条规则。不仅实现了计算4的膜系统中以及从组织和器官等细胞群的协作中抽象出计算设计，更是将问题扩展到了(n为自然数)膜系统模型uJ，其计算模型被称为膜系统或P系统。膜的自动设计，且成功率要优于文献[1O]；文献[12]计算领域的一个热门研究方向就是如何根据特定的首次提出了一种通过调整膜系统的膜结构、初始化任务要求，设计出可以完成一定功能的膜系统计算对象集、进化规

7、则集3个要素来实现完成特定计算模型。研究者在研究的过程中，采用数学、形式语言任务的膜系统自动设计方法，并将该方法应用于4等工具来进行膜计算的理论分析，已经提出了许多膜系统的自动设计中，实验表明，该方法能够成功设不同的细胞型计算模型]、组织型膜计算模计出种类更多的膜系统；文献[13]在膜系统具有相型]、脉冲型膜计算模型等。从最开始复杂的同的初始化格局下，与量子进化算法相结合，分别实手工推导到近期的自动设计研究。随着对膜计算研现了能够完成加、减、乘、除、加权5种算术运算膜系究的不断深入，研究者们更多地把目光集中于对膜统的自动设计；文献[14]又提出了用

8、膜系统自动设系统设计方法的研究。文献[10]第一次提出将遗计来完成多项式的计算，能计算出最高次数为4次，传算法应用于膜系统