免疫克隆算法收敛性及其在路径规划中的应用.pdf

《免疫克隆算法收敛性及其在路径规划中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、免疫克隆算法收敛性及其在路径规划中的应用ImmuneCloneAlgorithmConvergenceanditsApplicationinPathPlanning刘洋黄晋英LIU馏HUANGJin-ying本文中模拟生物免疫过程，建立了免疫克隆算法的数学模型。利用随机过程理论，证明了免疫克隆算法所形成的种群序列的马尔科夫链的收敛性。通过免疫克隆算法仿真实验，该算法保持多样性的能力上，对局部和全局解的搜索能力强于一般遗传算法。马尔科夫链免疫克隆算法概率收敛仿真实验AbstractThispapersimulatestheprocessofbiologica

2、limmuneandestablishesthemathematicalmodelofimmuneclonealgorithm．Throughtheoryofrandomprocesses，thepopulationsequenceofmarkovthatconsistofimmuneclonealgorithmhasthenatureofergodicityandconvergencecanbeconclude．Throughthesimulationexperiment，wecanconcludetheimmuneclonealgorithmisbe~

3、erthangeneralgeneticalgorithmintheabilitytokeepthediversityoflocalandglobalsolutionofthesearch．KeywordsMarkovchainImmuneclonealgorithmProbabilityconvergenceThesimulationexperimentdoi：10．3969~．issn．1672—9528．2014．01．201引言从有关免疫克隆算法模型的建立和收敛性等性质的进行分析，对抗体进行克隆、变异以及使抗体群收敛，免疫是机体的一种生理功能，机体

4、依靠这种功能保持个体的多样性以避免早熟收敛进行仿真。识别“自己”和“非己”成分，从而破坏和排斥进入机体的抗原物质，以维持机体生理平衡的功能。为什2免疫克隆选择算法么免疫系统一直被视为设计新的算法和系统一个灵感的源泉，有很多原因。例如：自我组织、学习和记忆、从计算的角度来说，克隆选择。。的思想引导迭适应、承认、健壮性和可伸缩性等优点。代算法的改进，解决给定的问题通过克隆、变异和选人工免疫系统(ArtificialImmuneSystem简择的过程。这里列出算法的主要步骤如图1所示。称AIS)是一种受生物免疫系统的启发，通过学习步骤1：确定载入的抗原，随机产生

5、初始抗体即外界物质的自然防御机理的学习技术，提供自监视、随机产生候选解，创建一个总量为N的初始种群抗体记忆、自学习等进化学习机理。结合量子算法、神经集合P。网络、模糊算法等得出了很多优异的特性，如与进化步骤2：计算抗体亲和力：对于每个v∈P，评算法相比，其在提高收敛速度的同时，较好的地保估g(v)和创建克隆种群C，亲和力g设为对应的函数存了种群的多样性，从而能够比较有效的克服诸如早f。熟等现象。步骤3：从种群c中选择r1个亲和力最高的抗体一种理论的优越性取决于其数学模型的完善程形成临时抗体集v’。度，而在评价一个优化算法的过程中，其算法的收敛步骤4：克隆亲

6、和力高的抗体：克隆上一步n性及收敛速度是保证算法有较好性能的核心。本文将个亲和力最高的抗体，其中每个抗体被单独克隆，抗体亲和度越高，被克隆的抗体规模越大。通过评估g(v’)，如果g(v’)>g(v)那么通过克隆v‘取代v。中北大学信息与通信工程学院030051基金项目：山西省科技攻关项目(20130321005-04)chain)描述整个克隆选择过程。g(V)=z)(1)在抗体空间L中，由于抗体群X(n)经过克隆算g(v)是抗体克隆总数量，0∈(O，1)是一个克隆因子操作后抗体群变为X(n+k)的过程为：子，N是抗体集合P的总数量，i是以递减排序的最X(n

7、+k)=T(X(n))=··，·(，z)(2)各算子描述如下：有抗体序号，cei1是向上取整算子。通过上述的条克隆操作：对于任意抗体x(n)∈(，2)，如件判断和克隆取代操作，可使最优抗体的规模逐步扩大。果存在抗体满足：厂(．)c(，z+1))厂((，z))(3)抗体初始化随机产生初始抗体产生抗体池计算抗体亲和力p：I一(5)抗体选择克隆亲和力高的抗体度值；，(．)抗体变异p=1一h免疫选择N_1l+(一x．1(1一，_1，(2)=0l一(一一)c1一‘)，(2)=1(6)图1克隆选择算法流程图步骤5：对新种群中的部分抗体进行变异操作。式中表示第代抗体所在

8、的位置，ax、步骤6：重新计算变异后的亲和力，重复第四步分别表示变