(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210572970.3 (22)申请日 2022.05.25 (71)申请人 苏州科技大 学 地址 215000 江苏省苏州市高新区滨河路 298号 (72)发明人 夏志远　王友　唐柏鉴　史慧媛　 陈鹏　陈鑫　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 曹毅 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体 碰撞优化 算法 (57)摘要 本发明是一种基于高斯扰动和改进碰撞模 式的物体碰撞优化算法， 该算法基于高斯白噪声 扰动， 以一定的变异概率对历史最优解进行扰 动， 以此来增加种群的多样性， 避免算法早熟， 其 次， 改变标准物 体碰撞算法的两两碰撞为一对多 的碰撞模式， 促使群体更好得向最优解靠拢， 进 一步提高算法收敛效率。 本发明物体碰撞算法可 解决具有强非线性及高维变量的工程优化问题， 结构优化、 模型修正、 损伤识别、 健康监测等工程 优化问题的效率和精度得到提高。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 114969914 A 2022.08.30 CN 114969914 A 1.一种基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征在于， 该算法包括 以下步骤： 步骤1） 随机初始化 n个碰撞体； 步骤2） 通过每一个碰撞体的适应度值按照一定的方式计算每一个碰撞体的质量； 步骤3） 根据适应度值将碰撞体进行升序排列， 将第一个碰撞体作为静止组， 其余的碰 撞体全为移动组， 并分别给定静止组和移动组起始速度； 步骤4） 以一定的变异概 率Pm对静止组碰撞体施加高斯扰动； 步骤5） 根据速度更新公式分别对静止组和移动组碰撞体进行速度更新； 步骤6） 根据位置更新公式分别对静止组和移动组碰撞体进行位置更新； 步骤7） 重复执 行步骤2） 至步骤6） ， 直到 达到最大迭代次数， 则输出最优解。 2.根据权利要求1所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在于， 所述 步骤1） 中的初始化碰撞体按照如下公式进行计算： ， 式中， 表示最开始随机生 成的第 个碰撞体， 和 表示搜索范围的下界和上界， 是[0,1]区间的一个 随机数， 是碰撞体的个数。 3.根据权利要求2所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在于， 所述步骤2） 中通过下 式计算碰撞体的质量： ， 式中， 表示第 个碰撞体的质量， 表示碰撞体的个数， 表示第 个碰撞体对应 的目标函数值。 4.根据权利要求3所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在 于 ， 所 述 步 骤 3）中 按 照 下 式 计 算 静 止 组 和 移 动 组 碰 撞 体 的 起 始 速 度 ： ， 式中， 表示第 个碰撞体的起始速度， 表示第1 个碰撞体在碰撞前的位置向量， 表示第 个碰撞体在碰撞前的位置向量。 5.根据权利要求4所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在于， 所述步骤4） 中的变异概率 Pm取值在[0.05,0.15]区间， 变异操作根据下式计算： ， 式中， 为第 个碰撞体经过高斯扰动后的新位 置向量， 为第 个碰撞体当前的位置向量， 为随机产生的高斯扰动。 6.根据权利要求5所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在于， 所述 步骤5） 中根据下式更新碰撞体速度：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114969914 A 2， 式中， 为第 个碰撞体碰撞之后的速 度， 为第 个碰撞体碰撞前的速度， 由步骤3） 确定， 和 分别为第 个和第1个碰撞 体的质量， 由步骤2） 确定 。 7.根据权利要求6所述的基于高斯扰动和改进碰撞模式的物体碰撞优化算法， 其特征 在于， 所述 步骤6） 中根据下式更新碰撞体位置： ， 式中， 为第 个碰 撞体碰撞后的位置向量， 为第1个碰撞体碰撞前的位置向量， 是在区间[ ‑1,1]上 的随机数， 为第 个碰撞体碰撞后的速度， 由步骤5） 确定， 理解为单位时间1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114969914 A 3