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4.3 人工免疫算法的运算流程

人工免疫算法是受生物免疫系统启发而提出的一种智能搜索算法,也是一种将确定性和随机性选择相结合,并具有“探索”与“开发”能力的启发式随机搜索算法。该算法中的进化操作采用了基于免疫原理的进化算子来实现,主要包含抗原识别与初始抗体产生、抗体评价、免疫操作等。人工免疫算法的运算流程如图4-3所示,主要步骤如下。

图4-3 人工免疫算法的运算流程

(1)抗原识别:理解待优化的问题,对问题进行可行性分析,提取先验知识,确定各种约束条件,采取合适的编码方式,把问题的可行解表示成解空间中的抗体向量,确定求解问题的目标函数和抗体的亲和力。

(2)初始化算法参数:初始化抗体的种群数量、免疫选择比例、克隆倍数,变异步长和终止条件等算法参数。

(3)初始化抗体种群的位置:利用随机原则或根据问题的先验知识,在搜索范围内给定抗体种群的初始位置。计算所有抗体的目标函数值,记录最优抗体的位置及其目标函数值。

(4)判断是否满足终止条件:若是,则结束搜索过程,转到步骤(9);若否,则继续进行下面的步骤。

(5)计算抗体浓度和激励度:利用抗体之间的距离计算抗体的相似度和抗体浓度,再由抗体的亲和力和抗体浓度计算抗体的激励度。

(6)免疫操作:利用免疫选择算子选择被克隆的父辈个体;利用克隆扩增算子和克隆变异算子产生新抗体,计算其目标函数值;利用克隆抑制算子进行竞争选择,保留优质抗体。

(7)种群刷新,产生下一代抗体种群:按照比例随机生成部分抗体,替代激励度较低且未参与克隆的抗体,再与免疫操作中保留的优质抗体合并作为下一代抗体种群。

(8)记录最优抗体的位置及其目标函数值。转到步骤(4)。

(9)输出优化结果。 +sz79T3H5oFDIE9tb5ChgfSHcOsoz7nNWXJK5UJAHzcoBJRCWhlh0rvMjbR3d4cx

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