TELKOM NIKA , Vol.11, No .2, Februa ry 2013, pp. 97 5 ~ 98 4   ISSN: 2302-4 046             975     Re cei v ed Se ptem ber 21, 2012; Revi se d Jan uary 3, 2012; Accept ed Ja nua ry 1 5 , 2013   Chaotic Immune Genetic Hybrid Algorithms and Its  Application      Weijian Ren * ,   Chaohai Ka ng ,Ying y ing  Li, Li y i ng G ong   School of Ele c tri c al and Inf o rmatio n Eng i neeri ng,   North e a s t Petroleu m Unive r sity, HeiLo n g J ian g  Da Qing  16331 8, Chi n a   *Co rre sp ondi ng autho r, e-mail:ren w j @ 1 26.com       Ab stra ct  T o  solve th e shortag e  in  g enetic  alg o rith ms,  such  as  slow  conver ge nce sp eed, p oor loc a l   search ing  ca pa bility  an easy  pre m atur ity, firstly, t he i mmun e   me mory rec o gniti on f unctio n  w a s intro duc e d ,   to spe ed  up t he se arch ing   spee d a nd  i m prove t he  over all s earch in g c apa bil i ties  of g enetic  al gorith m .   Secon d ly, th Hén on c h a o tic  map  w a s i n troduc ed  into  th e g e n e ratio n   o f  the i n iti a po p u lati on,  ma de  the   gen erate d  in iti a l p opu lati on  unifor m ly  distri buted  in th soluti on sp ace ,  to   reduce d a ta  red u n danc y,  incre a se t he  d i versity  of a n ti body  p opu lati o n  a n d  the  sea r ch ra nge  of  i n itial  p o p u lati o n   ma nip u l a tion preve n t the d e f ect of fallin g i n to loc a l o p ti mum. Fin a l l y,  Lo gistic  ma p w a s introd uced  int o  man i pu lati on  of   crossover an d mutati on, mea n w h ile   the map   w a use d   to  p r oduc e the  ch a o tic d i sturba nc e strategy  o n  t h e   me mory an d p opu latio n s a n ti bod ies , to i m p r ove the q u a lit y of opti m al s o l u tion  and th e s earch ing s pee d of  the a l gor ith m , i n creas e effici e n t of se archi n g .  It w a s pr oved  that the  a bove  hybri d   alg o rith is co nver gen c e   by math e m atic metho d T h e  results of  functi on opti m i z at io n  show  that  the  abov e hy bri d  a l gorit hm is  val i d   and h a s better  perfor m a n ce th an other a l g o rit h ms.     Ke y w ords : ge netic al gorith m s, immun e  al go rith m ,  chaotic, function optim i z ation    Copy right  ©  2013 Un ive r sita s Ah mad  Dah l an . All rig h t s r ese rved .       1. Introduc tion   In re cent  de cad e s, th e e x amples to  optimize  the  functio n s in  theory  or p r acti cal   appli c ation  can be  seen  everywh e re. There a r so me fixed forms of m a the m atical m ode ling,   whi c h can be  obtained fro m  many engi neeri ng pr obl ems throug h the corre s p o nding  conve r sion.  That i s , the  pra c tical  p r o b lems in  en ginee ring  ca n be  solved  by converti ng them  into  the  optimizatio probl em s of  mathemati c al  model. Th er e are a  wide  rang e of p r ob lems in  re al li fe,  but these  co mplex functio n s formed by  a variety  of complex issu e s , whi c can  not be solved  by  a gene ral op timization alg o rithm u s uall y . Now, t here is not a be tter optimizati on algo rithm to   optimize the  kind s of com p lex function s. In recent  ye ars, the alg o ri thms of genet ic algo rithm a nd  immune al gorithm are stu d i ed much. Th e geneti c  al g o rithm, a biol ogical intellig ent evolution a ry  algorith m , is  mainly dra w n  from the nat ural  sele ction  mech ani sm  of biologi cal,  there a r e m a ny  advantag es i n  it, for exa m ple ,the  capabilit of good glob al   sea r chin g and  b e ing e a sy  impleme n ted,  but the r e a r e some  pro b l e ms, fo exa m ple , p oor l o cal  se archi n g capability,  slow   conve r ge nce  spe ed, a n d  easy  pre m aturely [1].  The imm une  geneti c  al g o rithm [2] i s   a   intelligen ce e v olutionary al gorithm  com b ining  with the biologi cal,  and this al go rithm is de riv ed  from the  ma n i pulation  me chani sm of  hu man  and   oth e highe ani mals’. Ba se on the  theo ry  of  geneti c  al go rithm, the  immune  me chani sm i s  i n trodu ce d in to, and t h is is the  pri m ary   improvem ent of  immune g enetic algo rithm.  Simult an eou sly, it also ca n be  con s ide r ed  as a  new  intelligen ce e v olutionary al gorithm mixin g  with  the biologi cal. The  population d i versity can  be  better mai n ta ined a nd p h e nomen a of p r ematu r co n v ergen ce  an d oscillatio n   can  be  red u ced  with the  imm une  gen etic  algorith m , to o, but th e im mune  gen etic algo rithm  stil l ha s th ree  m a in  sho r tco m ing s , re spe c tively, falling into  local o p tim a l, a l ong  computation  ti me a nd  sl ow  sea r ching  sp eed n e a r  the  optimal  solu tion. Since  Hénon  ch aotic map [3] h a s som e  excell ent  cha r a c teri stics, su ch a s  ra ndomn e ss, e r godi city and  the sen s itivity of initial value, these ma ke  the gen erate d  initial po pul ation unifo rml y  distribut e d  i n  the solutio n  sp ace, sim u ltaneo usly, the  quality of e v olution i s  i m prove d  a n d  the  defe c t of data  redun dan cy  i s  redu ce also.  Con s e quently , there  will  b e  a  better  prosp e ct  by co mpen sating  the d e fect s of  immun e  ge n e tic   algorith m  wit h  the se ries f eature s  of ch aotic theo ry [4].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 2,  Februa ry 2013 :  975 – 984   976 In ord e r to  solve the m a i n  problem o f   geneti c  alg o rithm s , sl ow co nverg e n c e speed,  poor l o cal searchin g cap ability and e a sy p r ematu r ity, in this paper,  Hybri d  thinkin g  [5] is  introdu ce d from el se whe r e. The  chaoti c  imm une   ge netic  whi c h  is a n e w intelli gent al gorith m , is  formed  by ch aotic  com b ini ng with i mmu ne me cha n ism. In this pa per, the  pro p o se d alg o rith m is  contraste d  wi th genetic  al gorithm a nd  immune g e n e tic algo rith m. At last, the glob al se arch  capability, converge nce perform a nce and the sp eed of searching the optimal solution are  all   tested by the simulatio n  re sults, me anwhile a  com p a r ative analysi s  is made ab o v e the result s.      2. The Des c r i ption Of Fu nction Op ti mization Pro b lem  The functio n  optimizatio n probl em [6] is main ly use d  to solve a more  compl e x function  optimizatio n. The natu r e of  function opti m ization i s  finding the o p timal solutio n  of the objecti ve  function  by iteration. In g eneral, the target i s  sea r che d  by opti m izing th e “f unctio n ” of t he  obje c tive function. The d e scrib ed cha r acte ri stic s o f  function usually in clu d e  the continui ty,  discrete, lin e a r, non lin ea r and pu nch. The soluti on of  function  o p timization problem whi c h has  con s trai nt  co ndition can   be al way s  m ade to  remai n  viable  by t a kin g  a d vant age  of spe c ia lized  operator, o r  it can be tra n s form ed into  an un con s trai ned p r oble m  by using the  way of penalt y   function. Th erefo r e, the  main re se arche s   are  focu sed o n   optimizin g th e function  with   uncon strain e d  con d ition s . Gene ral fun c tion opt imi z ation proble m  can  be d e scrib ed a s   the  following form [7]:    ma x n i i i f xR fx xS or    mi n n i i i f xR fx xS                               ( 1                   whe r e  i x f  is the  obje c tive function;  i x is the  domain  of the fun c tion;  n R is  the rang e of  the  objec tive func tion;  S is the v a riabl e of o b j e ctive fun c tio n The  pro b le m de scribe d i n  equ ation  (1 )   is the m a ximum or  minim u m value of t he targ et fun c tion. Usu a lly the maximu m and mi nim u probl em s ca n be tra n sfo r med into e a c h oth e r, th a t  is, the maximum proble m  of the target  function  i x f  can  become the  minimum on e  through n e g a tion, and the  converse i s  also tru e .        3. Chao tic Immune Gen e tic Algori t h m   3.1.The gene ration of  the  initial population   The initial  po pulation  of an tibodie s  is  ge nerate d  by th e use of  Hén on chaoti c  m ap in thi s   pape r, and th e spe c ific d e scriptio n of the process is d e scrib ed a s  follows:   (1) T he unit  matrix  m m is gen erated at first;  (2) Set 1. 5 a , 0.4 b , 0 1 x r and 1 ra n d is a  rand om num ber bet wee n   ] 1 0 [ , 0 0 y (3) T he o u ter  loop is  ente r e d ; the numb e r  of cy cl es i s  t he sum of the  individual s’ n u mbe r   of populatio n and mem o ry;  (4) T he inne loop is re-ent ered. m 2 is the de fined numb e of cycle s (5) T he two chaotic  spa c e 2 , 1 y y as d e fined a r e gene rate by the Hén o n  cha o tic ma p, at  the s a me time,  2 , 1 y y will be  converted to the internal  of space ] 1 , 0 [ , a nd then they  will be  mappe d to the spa c e 1, m , thus the corre s po nding j i , value can be obtai ne d;  (6)The  size o f  value  j i , is jud ged, if ij , the ch aotic optim al manipul ation  need n’t to be  con d u c ted,  a nd chaoti c   e x chan ging a nd chaoti c  shifting  nee d to  be con d u c ted on cha o tic  optimizatio n manipul ation  there, if j i , the  cha o tic optim al manipul ation nee d to be con d u c ted,   and th e cha o tic ex cha ngi ng ma nipul ation i s  that th e po sition s o f  colum n  val u e i and colum n   value j in matrix should b e  excha nge d d u ring, an d t he cha o tic shifting manipul a t ion is that the  colum n i is  moved out f r om the matrix firs t, then the  c o lumn  i extracted will be placed on  the   positio n of col u mn j ,and thus each  colum n  after 1 i is move d forwa r with one column  in turn;   (7) Judgin g   whether the  nu mber of inn e r loop  i s   re ach ed, if the n u m ber of inn e r loop i s   not rea c he d, the requi site  numbe r of times  w ill be  contin ue com p leted, and if  the numbe r of  inner lo op is  reached, the n e xt step will b e  starte d;  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Cha o tic Im mune ge netic  Hybrid Alg o ri t h m s  and its Application (Weijian Ren)  977 (8) Judgi ng  whether the  nu mber of   outer loop  is rea c h ed, if  the  nu mber of  outer loop  i s   not reached    the  requi site  numb e r of ti mes will  be  contin ue  com p leted, a nd if  the n u mbe r   of  outer loo p  is reached, the n e xt step will b e  starte d;  (9) At last,  the individu a l s in  group s and  memo ry, which co ntain the  on e only  r e pr es e n t ed  b y 0, 1 , are conve r ted into a co rrespon ding a r ray of decim a l  and retu rne d   3.2.Carry ing on th Chao tic op timization for  the   indiv i dual  of outs t andin g  population   a nd  memor y   The chaoti c  d i sturb a n c e o n  the outstan di ng indi vidu als is co mplete d  by Logisti c  chaotic  map in this al gorithm, an d the main ste p s  are a s  the f o llows:   (1) Fi rstly, ind i viduals o p timized in a p o p u lation are co nverted into 1 , 0 phalanx;   (2)The two sets of nume r ical sequ en ce, respe c tively 12 , nn , are gene rated by Logi stic   cha o tic map,  the initial value of Logistic  ch a o tic map i s  a ran dom value in the sp ace ] 1 , 0 [ , then it  will be transformed into the  space [1, ] m and the  values  j i , will be cal c ulated;   (3)  Jud g ing  whether the m anipul ation of  c haoti c  opti m ization  sho u ld be carried  out.  A thresh old  factor h is defin ed befo r e is the judgme n t made, an d the com p arison   manipul ation  will be  ma de to jud g e  if the origi n al affinity of individual s i n  a tra n sfo r med   popul ation i s   greate r  th an t he a n tibody a ffinity of  origi nal p opulatio ns, if the  cha nging  conditi ons  is m e t, the in dividual s in  o r iginal  po pula t ion will  be  re placed  by the  one  in  ne p opulatio n, an d if  not, the repla c e mani pulati on nee d not to be don e.    3.3.The inhibition and pro m otion of an tibod y   in the genera tion proces s     If the phen om enon  of affinity occurs  wh e n  the  a n tibod y meeting th e  antigen, it i s   believe  that that antibody is relati vely close to  the optim al solutio n , othe rwi s e, it is b e lieve that that  antibody is a w ay from the  optimal solut i on. If  some of the antibodies a r e foun d being in hi gher  concentrations relatively in the chrom o som e  grou p durin g the  optimization  process, so me  stagn ation m a y be leade d in the optimization  p r o c e ss, an d the pre m ature conve r ge n c e   phen omen a of algorithm  may be cau s ed eventually . In order to prevent the  above proble m from takin g  pl ace, the  way of con c ent rati on co nt rol  will  be used to controllin g the  popul ation si ze   of same o r  si milar antib od y.  The vari able i C is u s ed  to re p r esent the  an tibody co nc e n tration,  whi c h refe rs to th e ratio   of similar anti bodie s  acco u n ted for t he e n tire antibo d y in the whole  grou p, i C is calculated as the  formula (2) b e low:               t h e  n u m b e r  of anti bod ie s  w h ich t h e si m i l a rity  wi th t h e  anti body  i s   l a r g e r  tha n   N i C                                 (2)                              whe r e is the si milarity con s t ant, and its ra nge is g ene ra lly 1 95 . 0 The antib ody con c e n tration  is cal c ulate d   by  using the  equatio n (2 ).At the same time, the   antibody con c entration wh ich  i s   g r eate r  than  a ce rt ain  value will  be  found o u t in a ll antibody, a n d   they each  are re corded  a s  individu al t ,.., 3 , 2 , 1  resp ectively, and the met hod of calcul ating the  concentration probability  d P of individuals  with a spe c ifi c  numb e r is  defined a s  the formula (3)  sho w n:   1 1 d t P N N                           ( 3 )     The method of calculating  the probabilit y of other t N  antibody in the group s is defin ed  as the form ul a (4)  sho w n:   2 2 1 1 d t P N NN t                                                      (4)    The affinity probability f P of single antib od y is calculate d  by using t he roul ette wheel  sele ction  met hod. Th e sel e ction  probab ility P of ea ch  a n tibody is co mposed  with  two pa rts, they  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 2,  Februa ry 2013 :  975 – 984   978 are the  affinity probability f P and concentrat ion  probabilit y d P resp ectively, and  the  expression  can   be obtain ed a s  the formul a (5)  sho w n:                     1 f d PP P                                                 (5)    The affinity coefficient s is  rep r e s ente d  with in the formula (5), wh ere 0 , 1 f P  and  1 d P . It can be  seen from the f o rmul (5) that the  choi ce probability of antibody i s  determined  both by  the  affinity prob abili ty f P and the concentration probability d P , the  selection probability will   become  gre a ter  wh en t he valu e of  antibo d y af finity f P be come  greater,  an d the  sele ction   prob ability m u st be  al so  smaller  wh en t he value  of a n tibody affinity d P becom e g r e a ter. The  hig h   antibody affin i ty can b e  ret a ined  by such choice   way ,  whi c can  b e  seen f r om t he  calculatio n,  and the pe rfo r man c e of a n t ibody diversity can be  im proved  also,  the occu rre n c e of falling i n to   the prem ature convergence  will be prevented eventually.  The  sele ction  of affinity co efficient valu e must  be  pai d attention  to  wh en  sele cti ng the   coeffici ent of param eter,  if the value is too sm all, the role pl ayed by the affinity choice  mechani sm  will be  reduced in the genetic al gorith m ,  and this is  not cond uciv e to the evol ution  manipul ation,  and if the value is too l a rge,  the abi lity of self-regulation me chani sms  will be  redu ce d in the immune g e netic alg o rith m, and the di versity of antibodie s  is li kel y  to be destro y ed  in the popul ation, the phen omena of p r e m atur e a nd converg e n c may also be  cau s e d   3.4.Chao tic  crossov e r and chao tic mutati on ma nipulation in genetic man i pulation   In this pa per, the followi ng mani pulat ions  will be  perfo rmed  o n  the ba si geneti c   algorith m , crossover o perator i n  g enet ic al go ri thm is repl ace d  with cha o tic cro s sove r,  a n d   mutation op e r ator i n  the  geneti c  algo ri thm is re pla c ed with  cha o t ic mutation,  the re st of th e   manipul ation  is simil a with  the basi c  g e netic alg o rith m. The cro s sover an d mut a tion ope rato r in  the geneti c  manipul ation s  ca n be ch ange d by us ing the ch ao tic cont rol st rategy, and t h e   cro s sove r an d mutation  m anipul ations  of a strong  ra ndom i n  dete r minin g  the p r oba bility can  be   repla c e d . So  the "blindn e ss"  of the ra ndom m anip u lation in  ge netic al gorith m  ca n be  well  avoided. T h u s  the  diversity of populatio n individu als  can  be e n sured, and th e p r oble m  of falli ng   into local o p timum value can be prevent ed.  The fou r  ch aotic  seq uen ce s defin ed  sep a rately a s   12 3 4 ,, , kk k k x xx x  will be introduced      durin g the genetic ma nip u lation proce ss, the  ch aracteri stics th at hapha za rd and ran d o m   distrib u tion of  cha o tic  seq u ence, whi c h i s  a p e rfo r ma nce i n  a relati vely short p e riod of time, b u all state p r o p e rties can b e  traver sed  wi thout re plicati on by comp l e te ch aotic  seque nce du ri ng   the interval  ] 1 , 0 [  are u s ed. Th e individual d i versity of  population sho w ing in the short term can  be helpe d gre a tly with the random  cha r a c teri stic in su ch a sh ort pe riod of time, so the falling into   local  optimu m  can  be av oided. Th e o t her ha nd,  th e advanta g e  of cha o tic e r godi city ca n  be   made u s e of,  so the re peti t ion and blin d  manipulat io n ,  which  re sult  of the rando m manipul ation   of ch aotic ma nipulation  in   a short  pe rio d , ca n b e   p r e v ented by thi s  a d vantag e,  thus th e dive rsity  of popul ation s  can b e  p r ot ected, the  occurre n ce of p r ematu r phe nomen on  ca n be p r eve n ted,  and the re du ction of the se arching  spe e d  due to  the repeat searchi ng ca n be al so prevente d The sp ecifi c  steps of ch aoti c  cro s sover a nd ch aotic m u tation are a s  follows:   (1) T he chaot ic crossove operator:   The cro s sov e r inte rval is defined  as 1 , 0 m c , the que stion  that wheth e r  the chaoti c   seq uen ce 1 k x is i n  the  crosso ver-rang e m c is j udge d at first ,  at the sam e  time, the q uestio n  that  wheth e r the t w o pai r indivi dual s in a po pulation a r e carri ed on  cro s sover ma nip u lation is ju d ged  too, if the chaotic sequ en ce 1 k x is in the interval  m c , the cro s sover  manipul ation  need to be  carrie d on, otherwise, the cro s sove r ma nipulation n e edn’t to be.  Before the ch aotic cro s sover manip u lati on, the rang e   ] 1 , 0 [  is divided into equal num ber  of intervals b a se d on the  gene fragme n t numbe r in  the chromo some, and e a ch subinte r va l is  marked  with  numbe r, th e location of  gene f r agm ent in chaoti c  cro s sover  operator  ca n  be  determi ned  b y  the numb e r of interval  2 k x , the cro s sover manipul ation  is  carried  ou t with ea ch  other  co rresp ondin g  ge ne  fragm ent of  ch rom o som e  pai ring  wh en the  po sition of  crosso ver  manipul ation  has b een d e termin ed, so a  new sub-ch romosome i s  gene rated.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Cha o tic Im mune ge netic  Hybrid Alg o ri t h m s  and its Application (Weijian Ren)  979 (2) T he chaot ic mutation m anipul ation   The va riation  interval i s   defined  as 1 , 0 v c , the qu estio n   that wheth e r the chaoti c   seq uen ce 3 k x is i n  the va riatio n interval v c is j u dged  at first, at the  sam e  time, the q u e stion  that  wheth e r th e two p a ir i ndividual s in a  po pulation  are  carri ed o u t mu tation manip u l ation is j udg ed   too, if the chaotic seque n c e 3 k x in the interval v c , the mutation manipul a t ion need to be ca rrie d   out, otherwi se, the mutation manipul atio n need n’t to be.  Before the ch aotic mutatio n  manipul atio n, the range  ] 1 , 0 [  is divided into equal nu m ber  of intervals b a se d on the  gene fragme n t numbe r in  the chromo some, and e a ch subinte r va l is  marked  with  numbe r, the l o catio n  of ge ne frag ment s in ch aotic m u tation mani p u lation  can  b e   determi ned b y  the numbe r of interval 4 k x the mutation  manipul ation  is ca rri ed out  with each  other corre s pondi ng gen e fragme n t of chro mo so me pairi ng  whe n  the po sition of mut a tion   manipul ation  has b een d e termin ed, so a  new sub-ch romosome i s  gene rated.     3.5. The cha o tic distur ba nce mani pul ation for p o p u lation an tibodies   The chaoti c  disturban ce f o r the antib o d is com p le ted by choo sing the m e thod of  Logi stic  cha o t ic map, th spe c ific meth od i s  t he  sa me ma nipulat ion a s   cha o tic di sturban ce  for  individual s in  excelle nt pop ulation a nd m e mory, t he p u rpo s e i s  that  only the anti body, whi c ha the high sup e rio r ity of original antib od y, c an be e n tered the n e xt cycle wit h  the achi eved  con d ition s , thus the state o f  falling into the local opti m al solutio n  can be avoid e d     4. Pro v ing of the Algorith m  Conv ergence   The glob al searchin g ca p ability and p r eci s io n of the immun e  geneti c  opti m ization  algorith m  an d gen etic  ch aotic o p timization alg o rith m are  all b e tter than a  singl e ge ne tic  algorith m , at  the  same  time, the  cal c ulation effi cie n cy of  a si n g le ge netic a l gorithm  can  be   improve d  by  the two im provem ents  of the gen et ic alg o rithm  pre s ente d  in  this pa pe r, the   pra c ticality of  the algorith m  is incre a se d, and  the co nverge nce  pe rforma nce of  the com b inati o n   algorith m  ca n  also be g uaranteed.   The immun e  geneti c  algo rithm combin e d  with immu ne algo rithm will be co nve r ged to  global  optima l  sol u tion  with proba bility1. In the  p ape r, the im prov ement fo r th e ba si c g ene tic  algorith m , which  is the i mmune  ge ne tic alg o rithm  ba sed  on  chaotic,  ca be  see n  a s   the   introdu ction  of cha o tic th eory on th basi s  of  the  immune  gen etic alg o rith m, the defects of  stand ard g e n e tic algo rith m can be av oided in the o ry, thus the  quality of o p timal solutio n  is  improve d Theo rem 1 t he immun e  g enetic al gorit hm is  converged to the gl obal optimal  solutio n   with pro babili ty 1 based o n  cha o tic. Prove that, set the equatio n ar g m i n x fx , the sequ en ce k x 1   is a sequ en ce of  solution that gen era t ed  by the  im mune  gen etic algo rithm  co mbined  by  the ge netic al gorithm  an d i mmune  alg o ri thm, The  se q uen ce k x 2   is a se quen ce   of sol u tions  that  gene rated by  the immune  genetic alg o r ithm ba sed  on the cha o tic theory. Wh en the variab le j i , the inequalities  j i x f x f 1 1 and   j i x f x f 2 2 ca n be   dedu ce d. T he ine quality k k x f x f 2 1  can be d r a w n a c cordi n g to the nature  of the recu rsive al g o rithm, and  th e   seq uen ce k x f 1 dra w n in f r ont i s  a co nvergen t sequ en ce, the form ula  1 li m { } 1 k k Pf x f x   can  be  drawn a c cordi ng t o  the  clip pin g  theo re m’ s f eature s   of co nverge nt seq uen ce, b e cau s the ineq uality 12 kk f xf xf x   exists, the  kno w se q uen ce  k x f 1  is a s  a  conve r g ent  seq uen ce,  so  the con c lu sion that the  seque nce  k x f 2   is also a conve r gent se que n c e can   be  dra w n, and  2 li m { } 1 k k Pf x f x   So the co rre ctness of this t heor em that the ch aotic th eory is int r od uce d  into the  immune   geneti c  algo ri thm can be p r oved, the immune ge netic  algorithm is  conve r ge d wi th proba bility  based on  cha o tic theory in  this pap er a c cording to of the above p r o v ing pro c e ss.       5. Solv ing The Problems  Of Func tion  Optimizatio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
            TEL K 980 sele c of g e mani simil a use d   prob a base d gene this   p this   p defin e by H é of p o fac t o r not  g solut i dire c t obtai   5.1. T valu e local  is ob t funct Figu r local  opti m   K OM NIKA    V The ch a o c ted al go rith m (1) T he  G The ope r e ne tic  alg o r pul ation,  an a r, where th e (2) T he I m The sa m in the imm u a bility is 0.0 5 In orde d  on  ch aoti ti c al gori t hm p ap er a r e  us e The me m p ap er, the  p e d as 10 0,  t h é non  ch aoti c o pulation  ind i r  i n  the  cha o g etting tran s i on, if the s e t ion of p oor  ne d by the  e The test  c T est func tio n Functio n 1 The glob a e   clo s e t o  t h e optimal; the  Functio n 2 Functio n 2 t ai ned at 0 , 0 ion of ve ry e r e 2:  Functio n   The glob optim u m a m al; the extr e   V ol. 11, No.  2 o tic i mmune   m s by the  si m G en etic  Alg o r r ator is sele c r ithm, the  c d th e mu ta t e  cr os sov e p m mu ne Gen e m e o r dinary  c u ne  ge ne tic  a 5 to p r ove th e c t heo ry ,  si , immune  g e e d in the t e s t m or y s i ze  is   d p op ulatio n si h e de cima e c  map,  th a i viduals. Th e o tic optimi z a t s form will n o e lected h is t o s o lution, th e xperi e n c e [1 c hart s  and t e n   1 :   1 100 ( f  a l m a ximum  e  optimal   v a extreme val 2 2 2 30 f x 2  i s   a functi o , and eig h asy falling i n 3:  3 2 6( f x  al  m a ximu m a roun d the o e me value  di s    2 ,  Februa ry  ge ne tic alg m ulatio n re s u r ithm [ 8 ]:  ted  by  usi n g c on ve n t io na l t ion mani p u l p robability is  e tic Algorith m c rossover   m a lgorithm,  w e  vali dity of  x typic a l te e neti c  al gori t t , the perfo r m d efine d  as 4 0 ze is  define e ncodin g  is  u a ffinity bet w e e  sp eci a l att e t ion, if the  s e o t be  conti n o o small, a  p us the glo b a 0].   e st  re s u lt s o b 22 ( )( 1 xy  valu e 100  o a lue aro u n d 1 ue di stributi o 2 10 cos( 2 x o n bel ong s t o local optim u n to local opti m 2 20 . 2 5 ) { y  m  valu e 6  of  rigin   0 , 0 , s o s trib ution of   f Figure1.  T 2013 :  975  orithm  pre s e u lts.     th e rot a ry  s l  sin g le-poi n l ation o c cu r s 0.6 and the   m  [9]:  m anipul ation  w he re  the  cr o the immune st functio n hm an cha o m an ce of ea c 0  in the cha o d a s  100,  a u se d by the i e en  an tib o d i e e ntion shoul d e lected h is t o u e  tr an s f or m p art of  better  a l optimal s o b tained in  thi 2 ) x  whe r e [ x o f function 1  1 , 1 , s o  it be l o n of functio n 2 )1 0 c o s x y  o  multi v ariat e u m value  ex i m al; the extr e 2 { si n [ 50 ( xy fu nc tion  3 i s o  it belong  t f unction sho w T he Image  o f  984   e nte d  in   thi s ele c tion  op e n t  cr oss o ve r s  on ly w h e n mutation pr o an d co mm o o ss over pr o b  g eneti c  alg are sele ct e o tic immune  c h on e are  c o o tic im mune  a nd the ma x n dividual of  p e s ca b e  e x d  be paid to  o o large, so m m ed toward s solutions  w o lution ca s pap er  are  ,] [ 2 , 2 ] x y  is obtai ned  a l on g to a  fu n n  sho w n in  F (2 ) y  wher e e  an d m u lti- p i st a r ound t h e me value d 20 . 1 2 )] 1 }   w s  obtai n e d a o a function w n in Figu re  f  Func tion1          s  p ape r i s  c o e rator in  sele c r  is  us ed   n  the two  i n o bability is 0 . o n mutation  b ability is  0. 6 orithm p r op o e d re spe c ti v ge n e tic a l g o o mpared wit g e neti c  alg o x i m um num b p opulatio n a x presse d by  t he sele ct i o m e better so l s  the directi o ill be transf o no t be obta as  follows.  at  1 , 1 , and t h n ctio n of ve r F ig ure 1.   e [, ] [ 1 . 5 , xy p ea ks, th e gl h e origin  0 , 0 ist r ibution o f w he re  , x y t    0 , 0 , and  t  of very ea s 3:    ISSN: 230 2 o mpared wi t c tion manip u in the  cro s n di viduals a r . 05 ma nipul ati o 6   and th e m u o se d in th v el y, the st a o rit h m p r op o s h t he others . o rithm propo s b er of iterati o nti b ody ge n e th e  c o nc en t o of the thr e l u t io ns  be c a u o n of the o o rme d  tow a r d ined , here h h ere a r cou r y easy falli n 1.5 ]   l ob al maxi m u , s o  it belon f  func tion sh o 0. 05 , 0 . 0 5   t h e r e ar e  in f s y falli ng int o 2 -4 046   t h two  u lation   s sov e r   r e t o o   o n  ar u tation  pap er  a nd ard  s ed  in  .   s ed in  o ns is  e rated  t ra tion  e sh old   u se of  pti m al  d s the  1. 5 is  ntless  n g into   u m 50  g to a   o wn i n   f initel o  local    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TEL K   opti m Figu r K OM NIKA      Functio n   The m a x m um s a r oun d r e 4:  Cha o tic I m 4: The Sch a x imum valu e d  the origin 0 I S m mune ge n e Figure2.  T Figure3.  T Figure4.  T a ffer6 Func ti o e  1 of  fun c 0 , 0 ; the  ext r S SN: 2302-4 0 e tic  Hybrid  A   T he Image  o f   T he Image  o f   T he Image  o f     o 6 (, ) 0 f xy c tion  6 is   o r e m e valu d 0 46 lgorit hm s a n f  Func tion2  f  Func tion3  f Fun c tion 4 2 2 sin 0 .5 ( 1 0.00 1 x btaine d  at 0 d i s t r ibution  o n d its Applic a 2 2 22 2 0.5 1 () ) y xy  w 0 , 0 , there  a o f S c haffer6    a tion (Weijia n   her e   50 , x  a re infinitely  func tion s h o n  Ren)  981     50 y   lo c a l   o wn  in  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 2,  Februa ry 2013 :  975 – 984   982                          5.2.Test re su lt  There are m any uncertain ties in the re sults of  sin g l e  run, in ord e r to avoid the impact   from the  exp e rime ntal result. Each o p timized   fun c tio n the  two al gorithm s co mpared with the   prop osed alg o rithm s  and  the prop osed  algorithm in this pap er,  is run for 1 00 times. Th absolute valu e of the most advantag e value [x , y ] , which is  solved by the  function:   22 2 1 10 0 ( ) ( 1 ) f xy x  , and the function  22 2 30 10 c o s( 2 ) 1 0 cos( 2 ) f xx y y  and a give optimal devia tion value sh ould be l e ss  than 10 -3;Th e  ab solute v a lue of the m o st  advantag e value, whi c h is  solved by the  function:  2 2 0. 2 5 2 2 0. 1 2 3 6( ) * { s i n [ 5 0 ( ) ] 1 } fx y x y  and  a give optimal d e via t ion value  sh ould  be l e ss t han  10-2. If the mo st  adva n tage val u e [x , y ] can n o t be le ss tha n  the  minimum d e viation of accu racy of it and  the optimal  value by usin g a  certai n algo ri thm when th e requi red te rminatio n ge neratio n 100 T is achieved. The  con c lu sio n   can b e  judg e d  that the optimizing m ani pulation for  th e function fail s by usin g this algo rithm. T he  perfo rman ce  indicators sel e cted in this  pape r ar e the  convergen ce  times,  the averag e evoluti on  gene ration  of  the o p timal  solutio n  b e in g foun d,  the averag e conv erge nce  time  of searchi n g  the  optimal sol u tion, and the averag e valu e of satisf a c tory solutio n . The more co nverge nce times  can  be  se en  as th e hig h e r  pro bability of  the o p timal  solution to  be f ound,  and th e glo bal o p timal  solutio n  can  be better sea r ch ed by the algorith m ; The more small averag e evol ution gene rati on  sho w  th at th e mo re fa st  spe ed fo r the  optimal  sol u tion to b e  fo und, the  mo re cl ose b e tween  averag conv erge nce valu e, and  the  gi ven optim al  solution sh ow that  the  high er  accu ra cy o f  a  satisfa c to ry solution bein g   solved by the  algorithm.   With the ab o v e mentione d  limitations, three  al go rith ms, whi c are all ru n for 1 00 times,  of gen etic, i mmune  ge n e tic, an ch aotic im mun e  ge netic are compa r e d . The  num be r of  satisfa c to ry solution  can  b e  foun d by th is ma ni pul ation,  evolution  gene ration, converg e n c ti me  and the average of optim al solution b e ing solv ed durin g the 10 0 times ru nni ng are  sho w n in  Table 1 - 4.     Table 1. The  Perform a n c Comp ari s o n  Of Optimizin g  Function 1   Algorith-ms  The  numbe r of  conve r ge ce   The  gene ration -n of  averag e evol ution   The time  of average  conve r ge n-ce   The  value of average  conve r ge n-ce   Geneti c  41   62.2   1.02s  100   ImmuneG ene tic 49   59.3   0.81s  100   Cha o tic Imm une  Geneti c   92  51.2   0.74s  100       Table 2. The  Perform a n c Comp ari s o n  Of Optimizin g  Function 2   Algorith-ms  The  numbe r of  conve r ge ce   The  gene ration -n of  averag e evol ution   The time  of average  conve r ge n-ce   The  value of average  conve r ge n-ce   Geneti c  25   100   1.63s  4.9999   ImmuneG ene tic 37   89.2   1.41s  50   Cha o tic Imm une  Geneti c   87  53.4   1.37s  50       Table 3. The  Perform a n c Comp ari s o n  Of Optimizin g  Function 3   Algorith-ms  The  numbe r of  conve r ge ce   The  gene ration -n of  averag e evol ution   The time  of average  conve r ge n-ce   The  value of average  conve r ge n-ce   Geneti c  21   100   2.20s  5.9851   ImmuneG ene tic 42   83.5   1.94s  5.9875   Cha o tic Imm une  Geneti c   91  63.3   1.78s  5.9907   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046       Cha o tic Im mune ge netic  Hybrid Alg o ri t h m s  and its Application (Weijian Ren)  983 Table 4. The  Perform a n c Comp ari s o n  Of Optimizin g  Function 4   Algorith-ms  The  numbe r of  conve r ge ce   The  gene ration -n of  averag e evol ution   The time  of average  conve r ge n-ce   The  value of average  conve r ge n-ce   Geneti c  78   25.6   0.374 0.9994   ImmuneG ene tic 93   21.3   0.138 0.9998   Cha o tic Imm une  Geneti c   98  8.2  0.099     It can  be  see n  from  the  ru nning  re sult s of Ta ble  1-6  that the  con v ergen ce  rate of th cha o tic imm u ne ge netic  al gorithm  pro p o se d in thi s   pape r ha s a  wide  ran ge o f  improveme n comp ared to   immune  ge n e tic al gorith m  and  sta nda rd ge netic alg o rithm  und er  the same  ba sic  conditions. Thus the immune genetic  al gorithm  has a stronger capab ility of global  searching, so  the problem   of falling into  local  optimu m  sol u tion  ca n be  preve n ted, and  its  pe rforma nce i s   more   sTabl e. It also ca n be  se en from the  Table that  th e avera ge ev olution ge ne ration of ch ao tic   immune  ge ne tic alg o rithm,  whi c h i s   com pare d   with im mune  gen etic algo rithm  an d the  stan da rd  geneti c  algo ri thm, is sig n ificantly le ss u n der t he co nve r gen ce ca se, the  pre m ature  co nverg e n c e   can be b e tter avoided by the immune g enetic alg o rit h m based on  chaotic the o r y propo se d in  this pap er, at the same tim e , the global  optimal sol u tion ca n be al so found qui ckly.  The co ncept  of population perfo rma n ce di spe r si on and po p u lation geo g r aphi cal  disp ersion  are introd uced  respe c tively, in orde r to  make th e pe rforma nce of  the algorith m   prop osed in this pa per o b served ea sily.  Definition 1, the dispersio n  of populatio n  performan ce  is defined a s  follows:   12 ,, , n Df x f x f x   That is the va rian ce of the indivi dual pe rf orma nce of in the populatio n:  12 ,, n px x x   Definition 2, the dispersio n  of populat ion  geographi cal  is defined a s  follows:   12 -, - , , - n n Ex c x c x  wh ere  12 =, , , n cE x x x  is t h e cente r  of  p opulatio n g r a v ity, th e   Euclide an di stance i s  defin ed as .   The d egree  distrib u tion o f  the popul ation di versity can be  exp r essed by  po pulation   perfo rman ce  disp ersion  and p opulati on ge ograph ic al di spe r si on, the di sp ersi on valu e s  of  popul ation  wil l  be different  by usin g the  different  al go rithms to  calculate. If the d i spe r si on val u e   cal c ulate d  by an algo rithm i s  greater th a n  the  one tha t  calcul ated b y  another al g o rithm, it mea n that the perfo rman ce  of alg o rithm  with la rge r  va lue  of the dispersio n  cal c ul ated i s  bette r, nam ely  the diversity of the popula t ion is better  whe n   usi ng the algo rithm  and the lo ss  of genetic typ e can b e  well a v oided.           Figure5.the contra st of pop ulat ion pe rformance dispe r sion by the o p timization fu nction 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 23 02-4 046   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 2,  Februa ry 2013 :  975 – 984   984     Figure6. the contra st of pop ul ation ge ographi cal di spe r sio n  by the optimization fu nction 2       The  chan ge curve of  pop ulati on pe rformance di spe r sio n  an d po pulation g e o g rap h ical  disp ersion  when optimi z i ng the funct i on ) 2 cos( 10 ) 2 cos( 10 30 2 2 2 y y x x f by using the   geneti c  alg o ri thm, immune  geneti c  al go rithm an ch aotic imm une  geneti c  al go rithm a r sho w n   on the Fig u re  5 and Fi gu re 6(T he  cha o t ic immun e  g enetic  algo rithm propo se d  in this p ape r is   sho w with t he g r ee n line ,  the immun e  geneti c  al go rithm is sho w n with th e bl ue line,  and t h e   geneti c  algo ri thm is sh own  with the red li ne),   The con c lu si ons ca be dra w from the  te st resu lts of pop ula t ion dispersi on an geog rap h ical disp ersion  sh own o n  the F i gure  5 and  F i gure  6, whi c h usin g the three  algo rith ms  to optimi z e th e fun c tion  2 ,  the  perfo rma n ce  di sp e r sio n  a s   well  a s   the ge og raph ical  dispersio n   can  be  mai n tained  a l a rge r  valu e b e tter by u s in g the   immune  ge ne tic alg o rithm,   thus th e l o ss  of  geneti c  types can  be  bette r avoid ed, th e pop ulati on  diversity i s  m a intaine d , an d the p r ob abi lity  of global opti m um se archi ng is greatly improve d     6.Conclu sion  T he algo rith m of chaotic  immune ge n e tic is  propo sed mai n ly in this pape r. More over,  the alg o rithm   is u s e d  in  the  optimization  of co mp lex   f u nct i on s.   Th e simulat i o n  re sult s,  whi c h   a r comp ared wit h  the geneti c  algorithm, i mmune g ene tic algorith m , demon strate  that the global  sea r ch ability and co nverg ence perf o rm ance of t he al gorithm  can b e  improve d . Simultaneo usly,  the spe ed for  sea r ching the  optimal soluti on ha s bee n improve d  sig n i ficantly als o.       Referen ces   [1]  Sa w a n Sen, P r i y ank a Ro y,  Abhi jit Ch akra varti,  Samarjit  Seng upta. Genet ator Contr i buti on  Bas e d   Con gestio n  Ma nag ement us in g Mult io bjectiv e  Genetic Alg o r ithm.  TEL K O M NIKA . 2011; 9(1): 1-8.   [2]  Lei W a n g , Jin Pan. T he Immune Al gorit hm.  Journ a l of Elec tronics . 200 0; 28(7): 74- 78.   [3]  Cuk Supr i y a d Ali Na nd ar. Parameter Optimi zation  of Pitch  Contro ller for  Rob u st F r eque nc y   Contro l i n   an Iso l ate d  W i nd-d i ese l   H y bri d  Po w e r  S y ste m  Usi ng G ene tic Alg o rithm.  TEL K OMNIKA . 20 08;  6(3):   145- 154.   [4]  W ang S u n an,  Z ilon g  Gu o. A  Nov e Ch aos   Immune Optim i zatio n  C o mbi n ation  Al gorithm Journ a l  of   Contro l and D e cision . 2 0 0 6 ; 21(2): 110- 11 4.  [5]  Mei Bai. T he  Summar y  of Intelli ge nt Co ntrol T heor y .   J o urna l of North  Chin a Institut e of W a ter   Cons ervancy a nd Hydr oel ectri c  Pow e r . 2002;  10(1): 330- 33 4.  [6]  Daji an g W ang,  Rui y in g Cai,  Xi n w e i  Xu. T h e Al gorit hm of S w arm Intel l i genc e and its  Applic ation.   Journ a l of Co mputer Know l e d ge an d T e chn o l ogy . 20 10; 6(2 1 ): 5845- 58 46.   [7]  Ning   Xu, Ch u ngu an g Li, Ji an Z h a ng, Ju eba ng Y u . T h e Com parativ e  Stud y of Se veral M oder n   Optimization Algorithms.  Jour nal of Syste m s  engi ne erin g a nd Electro n ics .  2002; 2 4 (12):  100- 103.    [8]  Xi ao hui  Yu an,  Yanb in  Yua n Shen g W a ng.  A Nov e Ada p tive  Cha o tic Ge netic A l g o rithm .   Jo u r na l of  Electron ic . 200 6; 34(4): 70 8-7 12.   [9]  He Li u, Meng  Hua ng, Da o H uan g. T he Research Pro g res s  on Optimizati on Meth od Ba sed on  Cha o s   Search.  Jour na l of T he T e chn o lo gy of Nan jin g Univ ersity.  2005; 29( 2): 124 -128.   [10]    Xia o  Z hou, Yi hua H u . Chaos  Genetic Algori t hm and its Applic ati on i n  F unction Optimiz a tion.  Jour n a l   of Computer a nd Di gital En gi neer ing . 2 005;  33: 68-7 0 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.