收藏本站
《中南大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

进化策略的变异算子与仿真平台研究

王湘中  
【摘要】:论文研究进化策略中变异算子的改进。现有的变异算子都使用全基因变异,本文提出单基因变异,通过对变异成功概率、局部收敛速度、全局收敛性能、变异步长控制、计算开销、多种群技术系统地分析比较两种变异方式的优劣,建立基于递减型变异步长单基因变异算子的单种群和多种群进化策略,最后论述进化算法仿真试验平台的构建及其应用。 对进化策略及其变异算子的研究源于变异算子在进化计算中起主导作用的认识。通过对简单遗传算法的改进试验,对交叉算子作用机理的分析,证明了变异算子对交叉算子的局部和全局搜索功能的可替代性,变异算子在算法中起主导作用。 借鉴生物进化理论和基因突变思想的进化策略,其变异算子使用所有基因同时变异的全基因变异方式,本文提出了一次只随机选择其中一个基因发生变异的单基因变异方式。理论分析和仿真试验证明,对于多维优化问题,当变异步长较大时,单基因变异的成功概率大于全基因变异的成功概率,全基因变异存在进化停顿现象,而且计算开销较大,对于高维优化问题尤其突出。 理论分析证明使用Gauss分布的单基因变异算子时,保持成功概率为0.445可以获得最优的局部收敛速度,并提出相应的递减型变异步长控制策略。为了直观分析、比较进化算子的性能,提出了横向仿真技术,并用于单基因变异和全基因变异的局部收敛速度的比较研究。试验证明虽然当变异步长合适时,全基因变异算子的局部收敛速度大于单基因变异,但全基因变异算子要求变异步长较小并且范围很小,而单基因变异算子可以在变异步长较大、且在一个较大的范围内获得良好的局部收敛速度,说明单基因变异算子对变异步长具有良好的鲁棒性。通过两个反例说明Gauss分布递减型步长控制单基因变异算子全局搜索能力的不足,提出了Gauss分布递减型步长单基因变异与均匀分布变异相结合的改进进化策略(μ+λ十κ)-ES,通过一组100维典型测试函数的仿真试验,说明了(μ+λ十κ)-ES良好的局部和全局搜索能力、较少的计算开销。 为了增强(μ+λ十κ)-ES的全局搜索能力、在解多模态优化问题时
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TP18

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李巍;王改云;;改进微粒群算法在机器人路径规划中的应用[J];计算机仿真;2011年08期
2 潘勇;郭晓东;;一种基于遗传算法改进的粒子群优化算法[J];计算机应用与软件;2011年09期
3 娄建安;崔新风;李云锋;;用于演化硬件的动态变异率进化策略[J];计算机应用与软件;2011年09期
4 刘鲭洁;陈桂明;刘小方;;基于矩阵编码的遗传算法研究[J];计算机工程;2011年13期
5 范朝冬;张英杰;;基于海明距的改进免疫算法及其在SAT中的应用[J];系统工程学报;2011年03期
6 张宇山;郝志峰;黄翰;;二元进化策略的收敛性分析[J];计算机科学;2011年07期
7 徐江乐;肖志涛;赵京华;;基于遗传算法的改进智能优化蚁群算法[J];微电子学与计算机;2011年08期
8 娄建安;崔新风;张之武;褚杰;;基于HDL仿真的同步时序电路演化方法[J];计算机工程;2011年18期
9 曹炬;侯学卿;;具有邻域搜索机制的爆炸搜索算法[J];计算机工程;2011年18期
10 张志惠;田玉玲;袁兴芳;;基于分级记忆策略的免疫算法[J];计算机工程;2011年18期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李楠;刘国栋;;基于局部视角的全局进化策略[A];2005中国机器人大赛论文集[C];2005年
2 张明;周永权;;一种新型的全局优化算法—区间进化算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 钟文亮;;求解TSP的变异算子的设计及优化应用[A];2006年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(三)[C];2006年
4 吴景明;李贤徽;胡文林;;应用进化策略对加筋板的声辐射优化[A];2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集[C];2008年
5 胡硕;朱明;宋华军;;基于遗传算法的快速图像的相关匹配[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
6 史天运;贾利民;;基于进化策略的前馈神经网络设计研究[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
7 李大卫;王梦光;;新的变异算子及其最优变异率[A];1998中国控制与决策学术年会论文集[C];1998年
8 潘凤萍;巩敦卫;许世范;;遗传算法变异算子可达性研究[A];2003中国控制与决策学术年会论文集[C];2003年
9 赵志刚;苏一丹;;基于粒子群优化算法求解双层规划模型[A];第八届中国青年运筹信息管理学者大会论文集[C];2006年
10 尹作海;邱洪泽;周万里;;基于改进变异算子的遗传算法求解柔性作业车间调度[A];第三届中国智能计算大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报记者 杨猛;破解动物一妻多夫之谜[N];北京科技报;2005年
2 徐艳梅 司高飞;生态学对企业的启发[N];中国企业报;2005年
3 易水;新词集锦(382)[N];计算机世界;2003年
4 刘霞;女性进化得越来越美[N];科技日报;2009年
5 中国科技大学计算机系 邢方亮;计算智能百花齐放[N];计算机世界;2003年
6 杨守廉;女性正变得越来越好看[N];工人日报;2009年
7 本报记者 游雪晴;“脑网络组”让脑功能清晰化[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王湘中;进化策略的变异算子与仿真平台研究[D];中南大学;2005年
2 王家忠;外圆纵向智能磨削关键技术研究[D];吉林大学;2006年
3 吴艳;多传感器数据融合算法研究[D];西安电子科技大学;2003年
4 李宁;粒子群优化算法的理论分析与应用研究[D];华中科技大学;2006年
5 谢红薇;应急决策知识模型及其进化推理研究[D];太原理工大学;2009年
6 许世刚;计算智能及其在水利水电工程中的应用[D];河海大学;2001年
7 石颉;基于广域测量系统的电力系统阻尼控制器设计[D];天津大学;2007年
8 王睿;实现复方剂量配比优化的ED-NM-MO三联法[D];北京中医药大学;2004年
9 阎岭;进化策略学习、收敛和逃逸能力的研究及应用[D];浙江大学;2005年
10 陈峰;多星测控调度问题的遗传算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹卫华;基于进化策略的仿唐诗自动生成系统[D];广东工业大学;2011年
2 欧建军;多基因变异进化策略在EDSS中的应用研究[D];北京工商大学;2010年
3 程沙沙;结构动力优化设计的进化策略方法[D];广西大学;2012年
4 王晓楠;基于免疫进化算法的神经进化[D];东北大学;2008年
5 郑轩;并行调用有限积分软件进行天线优化的算法研究与实现[D];西南交通大学;2011年
6 盘俊良;带交叉变异算子的自适应粒子群聚类算法的研究[D];湘潭大学;2011年
7 赵欣苑;解一维下料问题的遗传算法[D];南京航空航天大学;2002年
8 万敏;自动机的推导与优化算法的结合[D];四川师范大学;2004年
9 史欣;噪声环境下进化算法研究[D];北京化工大学;2002年
10 蒋荣;遗传算法在TSP问题上的应用[D];合肥工业大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026