(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111425746.3 (22)申请日 2021.11.26 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114117917 A (43)申请公布日 2022.03.01 (73)专利权人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410005 湖南省长 沙市开福区德雅路 中国人民解 放军国防科技大 学 (72)发明人 颜冰　刘芙妍　张理论　马树青　 邱伟　蓝强　李乐　吴佳妮　 耿正霖　 (74)专利代理 机构 北京天盾知识产权代理有限 公司 11421 专利代理师 周敏云(51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/10(2020.01) 审查员 沈晴 (54)发明名称 一种多目标优化的舰船磁偶极子阵列建模 方法 (57)摘要 本申请属于舰船磁场重构技术研究中舰船 磁场强度数值计算领域， 尤其涉及一种多目标优 化的舰船磁偶极子阵列建模 方法。 该方法包含以 下步骤： 通过舰艇仿真分析得到磁偶极子阵列模 型计算磁场强度过程中空间复杂度与模型精度 的相关数据； 利用复杂 度、 误差分析数据、 模型适 用性条件构建多目标方程组； 利用NSGA ‑II算法 对多目标方程组进行求解； 求出满足 需求的最佳 磁偶极子 数目区间。 本申请能够 有效的维护群体 多样性， 可求解得到多个关于显著差别的精度与 效率的最终解， 提供了多个具有较大差异的选择 方案； 同时具有较好的收敛性， 最终解可 以较好 的接近帕累托前沿， 该方法能能够有效的在实际 工程中应用。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114117917 B 2022.08.23 CN 114117917 B 1.一种多目标优化的舰船磁偶极子阵列建模方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤一、 获取磁偶极子阵列模型计算磁场强度过程中空间 复杂度与模型精度数据； a1、 假定待优化的磁性物质的最长轴为h； a2、 通过磁场强度积分模型、 磁偶极子阵列模型分别计算上述磁性物质 在λ倍最长轴h 即距离r＝ λh处的磁场强度分别为hxtrue、 hxsim； a3、 通过a2步骤中磁场强度数据计算磁偶极子阵列模型相对误差: a4、 设定磁偶极子阵列模型的适用性条件为相对误差≤6％， 根据不同距离与磁偶极子 数目产生的相对误差， 分析阵列模型； a5、 通过a4步骤得不同距离、 不同磁偶极数目条件下阵列模型产生的模型相对误差err 即模型精度及对应的模型运行的时间 复杂度； 步骤二、 利用复杂度、 误差分析 数据、 模型适用性条件构建多目标 方程组： b1、 建立变量连续的多目标规划问题模型: 其中x为决策变量， f(x)＝(f1(x),f2(x),…fm(x))′为m个目标向量， gi(x),hj(x)分别为 (2)式的υ、 ω个约束条件； b2、 利用步骤一中距离r处的复杂度、 模型精度数据构造目标函数， 模型的约束条件为 模型相对误差≤6％， 得距离r处决策变量范围为X＝{p1,p2…pn}， 其中p为磁偶极子数目， 得 到构成距离r处满足条件的n种磁偶极子数目的集 合； b3、 利用步骤一计算数据拟合得到步骤b2中的磁偶极子数目与模型精度的拟合公式 其中a, α 分别为拟合公式的s个系数为常数； b4、 利用步骤一计算数据拟合得到步骤b2中的磁偶极子数目与时间复杂度函数拟合公 式 其中k, β 分别为拟合公式的q个系数为常数系数； b5、 利用步骤b2、 b3、 b4得到多目标 方程组 步骤三、 利用NS GA‑II算法对多目标方程组进行求解， 求出满足需求的最佳磁偶极子数 目区间。 2.根据权利要求1所述的一种 多目标优化的舰船磁偶极子阵列建模方法， 其特征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114117917 B 2所述步骤三、 利用NSGA ‑II算法对问题进行求 解具体是指： C1、 对运行参数， 交叉率、 变异率、 交叉分布指数、 变异分布指数进行初始化， 在解空间 内随机生成个 体数为N的初始种群Pt， t＝0， 并将其作为父代种群； C2、 父代种群Pt进行二元竞赛选择、 模拟二进制交叉、 多项式变异操作， 产生种群Qt， 并 将Qt作为子代种群； C3、 将Pt和Qt融合在一起， 作为规模为2N的临时种群Rt， 对其进行快速非支配排序和拥 挤度计算， 根据个体的非支配排序分层序号和个体的拥挤距离选择出最优的N个个体作为 下一代进化操作中的父代种群Pt， t＝t+1； C4、 判断迭代次数 是否等于预设上限值， 如果 等于则结束运行； 否则， 跳转到 c2； C5、 已知X(1)＝{p1,p2…pn1}、 X(2)＝{q1,q2…qn2}进行参数选择， 最优前端个体系数为 0.3， 种群大小为100， 最大遗传代数为200， 停止代数为200， 适应度函数偏差为1e ‑100， 得 pareto前沿。 3.根据权利要求2所述的一种 多目标优化的舰船磁偶极子阵列建模方法， 其特征在于， 所述步骤三、 利用NSGA ‑II算法对多目标方程组进行求解， 求出满足 需求的最佳磁偶极子数 目区间还 包括： d1、 按照实验参数， 利用r 距离处的拟合方程， 得到帕累托 最优解集； d2、 依据实际需求对的d1中数据进行分析， 得到满足需求的最佳磁偶极子数目； d3、 利用上述步骤对不同距离处磁偶极子数目最有解集进行求解， 给出不同距离处磁 源分割次数 结论。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114117917 B 3