基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法
专利汇可以提供基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于趋势平衡遗传 算法 的中药材勾兑优化方法，步骤为,使用色谱仪检测出各批中药材有效成份的含量；将各批中药材的成份含量数据，通过图谱分析 软件 转换为成份含量矩阵，并加载该矩阵到内存中；设定勾兑参数；勾兑问题的数学模型；利用改进的趋势平衡 遗传算法 进行勾兑优化，生成的最佳方案可用以指导药材加工或作为勾兑仪进行中药材勾兑的依据。本 发明 中对传统遗传算法进行的全新改进，提出一种趋势平衡的遗传算法用于中药材勾兑优化。实际应用证实，改进后的遗传算法具有较高准确性、 精度 和效率，并在准确性、精度和效率方面均优于传统遗传算法和非线性最小二乘法，从而确保中药材成份含量的稳定，保障中药 质量 。，下面是基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法专利的具体信息内容。
1.一种基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)、使用色谱仪检测出各批中药材有效成份的含量；
(2)、将各批中药材的成份含量数据，即每批中药材的成份含量值，通过图谱分析软件转换为成份含量矩阵，并加载该矩阵到内存中；
(3)、设定勾兑参数，即设定勾兑允许的最大平均偏差；
(4)、勾兑问题的数学模型如下：
勾兑优化问题的计算模型如公式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示，其中公式(Ⅱ)为公式(Ⅰ)的符号表示，
AX＝B (Ⅱ)
其中m为成份总数，n为批次总数，aij为第j批、第i种成份的含量，xi为勾兑比例，xi∈[0,
1]， bi为勾兑目标值，勾兑优化的目标函数为
(5)、利用改进的趋势平衡遗传算法进行勾兑优化，改进的遗传算法采用基因型和表现型一体的设计，即个体的基因型和表现型相同，改进的趋势平衡遗传算法进行勾兑优化的方法如下：
(c)设定种群初始大小nPopSize，并按照约束条件初始化种群,即按照公式对每个个体解向量进行初始化，其中fRandNum为[0,1]范围内的
随机浮点数，共初始化nPopSize个个体解向量X；
(d)设定最大迭代次数MAX_ITERATION_TIMES，设定最佳个体的平均偏移率为100％，即
1.0；
(e)利用趋势交叉算子、趋势变异算子、趋势平衡算子和趋势选择算子反复迭代进行勾兑优化，反复迭代进行勾兑优化的方法如下：
(m)趋势交叉运算；
(n)趋势变异运算；
(o)趋势平衡运算；
(p)趋势选择运算；
(q)从趋势选择运算中计算出的新一代种群中找出最佳个体；
(r)若迭代次数未超过最大迭代次数MAX_ITERATION_TIMES，且当前最佳个体平均偏移率大于等于最大平均偏差的阈值，则重复上述(m)-(r)步，否则继续(s)；
(s)生成并显示勾兑优化方案，包括各批中药材的最佳勾兑比例和勾兑后的平均偏差。
2.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：
所述勾兑允许的最大平均偏差在10％以内。
3.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：
趋势交叉算子是搜索到最优解的过程，即最优解可能在优势个体与其他非优势个体的变化区间内，其他非优势个体向优势个体逼近，从而生成新的个体，新的个体生成方法如下：
(1)生成权系数a，其中a为[0,1]范围内的随机浮点数；
(2)计算权系数b，b＝1-a；
(3)计算新个体分量 其中 为优势个体的比例分量， 为非优势个
体的比例分量。
4.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：
趋势变异算子是搜索最优解，即最优解可能在优势个体的附近，为了在优势个体的附近搜索最优解，设计了正向变异算子和负向变异算子两种变异算子，利用这两种算子对父代个体进行变异，这两种算子定义如下：
(1)正向变异算子x′i＝xi+(1-xi)×a，其中a为[0,1]范围内的随机浮点数；
(2)负向变异算子x′i＝xi+(0-xi)×b，其中b为[0,1]范围内的随机浮点数；
上述算子中xi为父代个体分量，x′i为新个体分量。
5.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：
趋势平衡算子是对种群中的个体进行平衡调整的方法，该方法如下：
(1)计算当前个体各分量和的增量 目标值为1；
(2)若xi非最后一个分量，则调整xi＝xi+dblIncrement×a，其中a为[0,1]范围内的随机浮点数，并计算dblIncrement＝dblIncrement-dblIncrement×a；
(3)若xi为最后一个分量，则调整xi＝xi+dblIncrement；
(4)校验xi是否在[0,1]范围内，若不在该范围内，则重复(2)-(3)步调整解向量X，直至满足条件xi∈[0,1]且 为止。
6.根据权利要求1所述的基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法，其特征在于：
趋势选择算子的计算方法如下：
(1)趋势选择算子先对父代种群、由趋势交叉算子生成的交叉种群和由趋势变异算子生成的变异种群进行合并；
(2)调用趋势平衡算子对种群中个体的分量进行平衡，以保证其满足约束条件xi∈[0,
1]且
(3)采用快速排序或归并排序对种群中的个体依据其平均偏移量的大小进行从小到大的排序，并选择出平均偏移量最小的nPopSize个个体作为新一代种群，平均偏移量的计算公式为
基于趋势平衡遗传算法的中药材勾兑优化方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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