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相位编码量子蚁群算法及在连续优化中的应用
  • ISSN号:1001-3695
  • 期刊名称:《计算机应用研究》
  • 时间:0
  • 分类:TP18[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
  • 作者机构:[1]东北石油大学石油与天然气工程博士后科研流动站,黑龙江大庆163318, [2]东北石油大学计算机与信息技术学院,黑龙江大庆163318
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(60773065); 中国博士后科学基金资助项目(20090460864); 黑龙江省博士后科学基金资助项目(LBH-Z09289); 黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(11551015 11551017)
中文摘要:

针对蚁群算法只适用于离散优化问题的局限性和收敛速度慢的问题,提出一种适合连续优化的量子蚁群算法。该方法直接采用量子位的相位对蚂蚁编码。首先根据基于信息素强度和可见度构造的选择概率,选择蚂蚁的前进目标;然后采用量子旋转门更新描述蚂蚁位置的量子比特,完成蚂蚁移动,并采用Pauli-Z门实现蚂蚁的变异增加位置的多样性;最后根据移动后的新位置完成蚁群信息素强度和可见度的更新。由于优化过程统一在空间[0,2π]n进行,而与具体问题无关,对不同尺度空间的优化问题具有良好的适应性。以函数极值优化和控制器参数优化为例,仿真结果表明该方法的搜索能力和优化效率明显优于连续量子蚁群算法和标准遗传算法。

英文摘要:

Aiming at the shortcoming of ant colony optimization which was only suitable for the discrete optimization and the problem of slow convergence,this paper proposed a suitable quantum ant colony optimization algorithm for continuous optimization. The locations of ant were directly encoded by the phase of qubits in the proposed algorithm. First,determined the destination to move according to the select probability constructed by the pheromone information and heuristic information,and then updated the qubits of ant by quantum rotation gates to achieve ant moving,and mutated by quantum Pauli-Z gates to increase diversity of ants. Finally,updated the pheromone information and the heuristic information in the new location of ants. As performed the optimization in [0,2π]n ,which had nothing to do with the specific issues,hence,the proposed method had good adaptability for a variety of optimization problems. With applications of function extremum and controller parameters optimization,the simulation results show that the proposed algorithm is superior to the continuous quantum ant colony algorithm and the standard genetic algorithm in both search capability and optimization efficiency.

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期刊信息
  • 《计算机应用研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术厅
  • 主办单位:四川省计算机研究院
  • 主编:刘营
  • 地址:成都市成科西路3号
  • 邮编:610041
  • 邮箱:arocmag@163.com
  • 电话:028-85210177 85249567
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3695
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1196/TP
  • 邮发代号:62-68
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,国内计算技术类重点核心期刊,国内外著名数据库收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:60049