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专利号: 2016100636232
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-25
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.焦化炉压力的多目标遗传算法与RBF神经网络优化建模方法,其特征在于该方法的具体步骤是:步骤1、采集过程的实时运行数据,建立过程对象RBF模型,具体步骤如下:

1.1由包含输入层、输出层和隐含层的RBF神经网络结构,得到网络的映射关系即系统的输入输出模型,形式如下:其中,x=(x1,x2,… ,xn)表示n输入结点向量,y表示网络的输出变量,ci∈Rn表示第i个隐含层神经元的中心向量,Rn是欧氏空间, 是一个高斯函数,||x-ci||表示x到ci的径向距离,σi是高斯函数的基宽,1≤i≤nr,nr是隐含层的结点数,ωi表示第i个隐含层和输出层之间的连接权;

步骤2、利用MOEA遗传算法优化RBF神经网络模型的参数,具体步骤是:

2.1首先对神经网络模型参数进行编码,得到如下形式的第l代染色体:其中,l=1,2,...,N,N是种群规模大小,m,n和nr是正整数,1≤m≤5,1≤n≤5,1≤nr≤

60,Cl中的元素满足如下条件:

σi=rwmax 1≤i≤nr

其中,r是一个在-0.5~1.5之间的随机数,umin,umax是系统输入的最小值和最大值,ymin,ymax是系统输出的最小值和最大值,wmax是高斯基函数的最大宽度;

2.2将采集的过程对象的数据样本分为三部分,前面1/3数据样本为训练数据样本Y1,用于计算输出层权重,中间1/3数据为第二组数据样本Y2,用于对每一代的神经网络评价,后面1/3数据为优化数据Y3,用于求取Pareto最优解,选取RBF神经网络的目标函数,形式如下:其中,Min表示求最小值,f1表示Y1和Y2均方差,f2反映了输入层和隐含层结构的复杂性,分别表示两组数据样本Y1和Y2的RBF神经网络模型预测输出,N1,N2为选取的数据样本的大小;

2.3由于染色体中的基因会发生变异,pc为当前个体Cl和下一个个体Cl+1之间交叉概率,以交叉概率pc将被选择的染色体进行交叉操作产生下一代子染色体Cl'和Cl'+1;变异算子执行时,随机产生给定范围内的m,n和nr值,变异个体根据步骤2.1元素个体满足条件进行变异得到新的个体;

2.4为了提高MOEA的局部搜索能力,局部算子设计为如下形式:C=αCl+(1-α)Cl'

C=Cl+△Cl

其中,Cl是选自前λf1个体,Cl'是选自前λf2个体,λ表示自然数,α∈(0,1)为随机数,当Cl=Cl',则△Cl中的△cij=αcij,α∈(-1,1),局部搜索概率动态改变成如下形式:其中,G表示最大的进化代数,g表示进化的代数;

2.5在个体数目大于种群规模N时,得到剪接算子,形式如下

其中,Afi表式第i个隐含神经元活跃度,φi(x)表示第i个隐含神经元的输出值,ρ>1;

2.6设定优良基因库的最大值为N,将优良的基因保存到基因库中,当优良基因库大于N时,快速非支配排序方法首先执行,然后将快速非支配方法得到的非支配基因从优良基因库中移除,使所有基因满足Pareto最优解以维持优良基因的多样性和均匀性;

2.7依照步骤2.2到步骤2.6中的步骤进行循环重复优化搜索,达到允许的最大进化代数式结束优化搜索计算,得到改进后的MOEA遗传算法优化后的染色体,经解码后得到优化后的RBF神经网络模型的参数。