[发明专利]一种多尺度量子谐振子优化系统及方法

摘要

本发明涉及计算智能领域，涉及一种多尺度量子谐振子优化并行系统及方法。在本发明中，由三个嵌套的迭代过程构成：尺度迭代，量子谐振子迭代和能级迭代。本发明每次需要比对的采样点数较少，并且容易迭代充分，结果准确。本发明根据多尺度量子谐振子多模优化方法的并行性，提出多尺度量子谐振子多模优化并行方法，使新方法可以并行地运行在集群上。通过并行方法，有效地加快了运算速度。

主权项

一种多尺度量子谐振子优化系统，其特征在于，所述系统包括：采样模块，用于在函数定义域内，控制随机生成k个高斯采样点x_i，并计算x_i的标准差σ′_k；所述σ′_k保存上一次k个高斯采样点x_i的标准差，所述1≤i≤k；基本迭代模块，用于对于k个中心位置x_i分别控制按高斯分布N(x_i,σ_s)生成1个随机采样位置x′_i，判断采样位置x′_i对应的目标函数值f(x′_i)是否小于原采样位置x_i对应的目标函数值，如果是，则将x_i更新为新的采样位置坐标；标准差计算模块，用于计算更新后的当前k个高斯采样点x_i的标准差σ_k，计算两次迭代标准差的差的绝对值Δσ_k＝|σ_k‑σ′_k|，并使σ′_k＝σ_k；能级收敛控制模块，用于判断|σ_k‑σ′_k|＞σ_s是否成立，若成立，则跳转基本迭代模块进行重复迭代，直到|σ_k‑σ′_k|≤σ_s，则执行目标函数值最小采样点替换模块；能级下降替换模块，用于将当前k个高斯采样点x_i中使目标函数值最大的采样点x^worst的坐标替换为当前采样坐标的均值x^mean；量子谐振子迭代收敛控制模块，坐标替换后，如果此时k个高斯采样点的标准差σ_k＞σ_s，则跳转执行基本迭代模块进行重复迭代，直到σ_k≤σ_s，算法在尺度σ_s下的迭代过程结束，转入执行尺度缩小模块；尺度缩小模块，用于降低尺度，使σ_s减小；以及多尺度收敛控制模块，用于如果σ_s大于σ_min，则返回基本迭代模块，如果σ_s≤σ_min，则输出当前k个高斯采样点x_i中使目标函数取得最小值的坐标x^best和对应的函数值f(x^best)，所述k为高斯采样的个数，σ_min为计算精度，σ_s为尺度参数。