Page 229 - 当代控制理论及应用技术概论

第五章 量子控制研究

录种群当前最佳个体及其适应度值。
（4）量子坍塌：对种群进行一次测量，并计算种群中每个个体的适应度值。
（5）旋转门更新：根据式（5-2）中旋转门策略表可得到更新后的量子位。

（5-2）

（6）判断进化条件，若满足结束条件则停止计算，输出最好结果，否则转
向（4）。
（二）改进量子遗传算法
1. 基于概率划分的小生境协同进化策略

小生境协同进化策略因其能够有效解决多峰优化问题而广泛应用于优化算
法。航迹规划问题即是多峰优化。本节引人基于概率划分的小生境协同进化策略，
其核心是将量子位概率空间划分 N 个，初始化过程按式（5-3）对概率空间进行

平分，将每个子种群初始化为相同概率的量子染色体。

（5-3）

式（5-3）表示 N 个种群中第 i 个种群的初始值。通过多个设有不同初始值
的种群协同进化，同时兼顾了算法的全局搜索和局部搜索。与传统初始化方法相
比，算法更易于寻找到最优染色体。
2. 动态量子旋转角

传统量子旋转门调整通过查表设置旋转角的取值是固定的，缺乏理论上的
指导，存在明显的局限性；如果幅度太小，则影响收敛速度，而太大则导致早熟。
文献提出旋转角在 [0.005π，0.1π] 随机动态生成，并试验证明该策略优于固定
旋转角，但该策略随机性很大。理想的调整策略应是：如果当前值距最优值较远

时增大旋转角加快收敛速度，相反则减小旋转角避免早熟，采用式（5-4）方法：

（5-4）
其中，θ min 为 Δθ 的最小值；θ max 为 Δθ 的最大值； ，f b 为搜索

到的最优个体的适应度，f x 为当前个体的适应度。

221
221