基于正交设计的免疫克隆遗传算法

本 文在 免疫 克隆遗 传算 法 的基础 上 引入 了正交 实验设 计 的思想 ， 应用 到杂 交算 子 中 。实 验结 果表 明 ， 并
该算 法 收敛速 度 比经典算 法 更快 ， 求解 精度 高 出几个 数量 级 。
１ 算 法
１ １ 基 本 步 骤 ．
（ ）编码 １
采 用 实数 编码 。实数 编码 要 比二进 制编 码搜 索 的范 围大 ， 度 也 更高 ， 于 实数 编码 精 基
（ ） 即 Ｌ （ 。 Ｑ ， ２） Ｆ １ １
Ｌ２ Ｉ ｜ （ ２ １
Ｌ ２ ２
排 正交 试验 设计 ， 到 子代种 群 Ｐ ， 割形式 见式 （ ） 得 分 ４
ｆ １ （ ， ４ ５ ７ ：２ ， ， ） ｐ
Ｉ ２ １
（ ３）
将 ｐ ， 的第 一个染 色 体看成 是 第一个 因素 ， 三 个染 色体 看成 是第 二 个 因 素 。利用 正 交表 Ｌ （ 安 。 后 ２）
一
领域 里 的新方 法 。免疫 克隆遗 传算 法 能够产 生一 定 的克隆个 体 ， 中选 取较优 的个 体作 为后 代 ， 从 提高 了搜 索 速度 ， 且 加快 了算 法收 敛 。免 疫 克 隆遗 传 算 法 也 存 在 着 “ 熟 ” 局部 搜 索 能 力 差 的 问题 。 并 早 及 ］
的遗传 算法 能很 快 收敛到 最优 解附 近［ 。
（ ）选择 算子 ２
在选择 操作 中 ， 引入 一种适 应值 的非 单调 标度 变换 方法 ， 目的是 让 适 应值 较 低 的
个体也 有较 大 的机会 参与 种群 的进 化 ， 加种 群 的多 样性 ， 利 于算 法 进 化 。在 每代 的进 化 中 ， 保 留 增 有 都
第 ３ ３卷 第 ５期
２】 ０ ０年 １ ０月
辽 宁 科 技 大 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＵｎｖ ｒ ｉｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｎｎ ｏ ｒ ａ ｉｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｌｉｏ ｉｇ ｏ
Ｖ０１ ３ Ｎｏ． ．３ ５
解…。
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ０ ２ ｔ —８ ２ 。
作 者 简 介 ： 照 煊 （ ９ ５ ）男 ， 宫 １ ８ 一 ， 山东 蓬 莱 人 。
第５ 期
宫照 煊 ， ： 于正 交设 计 的免 疫克 隆遗传 算 法 等 基
・５３・ ５
设参 与 交叉操 作 的两个 父 代个 体 Ｐ 一（ ， ， ，） ｚ：（ ， ， ， ）取 水平 数 Ｑ一２ 构 造正 交表 Ｌ ２ ４ ５ ７ ，户 ＝ １ ３ ５ ７ ， ＝ ・ Ｍ
将 正 交 实验 设 计 原 理 、 疫 克 隆 理 论 以及 标 准 遗 传 算 法有 效 结 合 起 来 ， 强 算 法 的 收 敛 速 度 和 搜 索 精 度 。 对 免 增
算 法 进 行 了验 证 ， 明 该 算 法 求 解 精 度 高 出几 个 数 量 级 ， 表 寻找 到 全局 最优 解 的 次 数 明 显 增 加 。
关键 词 ： 正交设计 ； 免疫克 隆；遗传算法
中 图 分 类 号 ： ２４ 文 献 标 识 码 ： 文 章 编 号 ：６４ ０ ８２ １）５０５—３ ０２ Ａ １７— ４ （０００—５２０ １
基 于传 统 的方 法求解 函数 优化 问题 往往 存在 一些 不足 ， 函数 的复杂 度很 高时 ， 当 求得 的结果往 往 是 局部最 优解 ， 者求 得解 的精 度很低 。遗 传算 法作 为求 解 复杂 优 化 问题 的智 能优 化 方 法 已经 广 泛 应用 或 到函数 优化 问题 中口 ， 传统 的遗 传算 法不 总是 随着 进化 的方 向发展 。近年来 ， 于免 疫原 理 的智 能优 ］但 基 化方法 成功 地应 用到 了众 多领域 。免疫克 隆遗 传算 法将 遗 传算 法 与 免疫 原 理 结 合起 来 ， 渐 发 展成 这 逐
０ ｃ ．． （ｌ ｔ ２） Ｏ
基 于正 交设 计 的免 疫 克 隆遗 传 算 法
宫照 煊 ， 王 莉
（ 宁 科 技 大 学 电 子 与信 息 工 程 学 院 ，辽 宁 鞍 山 １ ４ ５ ） 辽 １ ０ １
摘 要 ： 针对遗传算法存在“ 早熟” 及局部搜索能力弱等问题， 提出一种基于正交设计的免疫克隆遗传算法，
ｉ １ ２ ３ … 一 ， ，，
（） ２
式 中 ： 为 当前 适应 值最 大 的个体 ； 为 当前适 应值 最小 的个 体 ； Ｅ］ 当前 各个 体 的适应值 。 Ｇ Ｇ． Ｅ ｉ为 在 变异操 作 中 ， 将传 统 的变异 算 子与免 疫 克隆理 论相 结 合 ， 克隆 一定 数 量 先
最 优个 体 ， 且最 优个 体不 参与 进化 。 并 适 应值 的非 单调标 度 变换ｌ ３
Ａ —ｆ ｉ＋ ｎ （ ｍ １ Ｇ ～ Ｇ ） ｉ （） １
Ｅｒ］一Ｍａｈ Ａｂ （ ｛ 一 Ａ） ｔ ． ｓＥＥ－ ］ （ ）克隆 变异算 子 ３
１２ 正 交杂 交算子 ．
｛ （ ；，７ １ ３ ，一 １ ， ５）
．
（ ４）
若将 Ｐ ， 的前 两个 染色 体看 成是 第一 个 因素 ， 两 个染 色体 看成 是 第二 个 因 素 。 利用 正 交 表 Ｌ （ Ｐ 后 ２）
ｆ ， ５ ） （ ４， ７ ２ ，
的个 体 ， 后对 这些 个体 进行 克隆 选择操 作 ， 出适 应 值较 高 的个体作 为 下一 代进 化 的个 体 。 然 得 传统 的杂 交操作 在搜 索最 优解 的过 程 中具有 盲 目性 ， 并且 容 易 过 早 收敛 。本 文 在 杂 交操 作 中引 入
正交 实验设 计 的思想 ， 使得 杂交 后得 到 的染 色 体 能均 匀 分 布 在解 空 间 中 ， 而 以较 大 的概 率 获 得最 优 从