收藏本站
《中南大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

正交遗传算法及其应用研究

江中央  
【摘要】: 在科学、工程和商业等领域中,对很多实际问题进行数学建模后都可以转化为各类函数的优化问题。遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传机制的随机优化搜索算法,是解决各类函数优化问题的一种有效算法。然而,大量研究表明,传统的遗传算法也存在许多的不足和缺陷,如早熟收敛、计算量大和局部搜索能力弱。为了有效克服以上缺点,将正交试验设计方法和局部搜索技术引入到遗传算法中。提出了两种分别用于全局优化和约束优化的新的算法。最后将新的全局优化算法用到了新型PID免疫控制器的参数优化中。主要工作如下: (1)提出了一种求解全局优化的混合自适应正交遗传算法。新算法根据父代个体的相似度,自适应地调整用于安排交叉操作的正交表的因素个数和对父代个体进行因素分割的位置,然后根据所选定的正交表重新设计交叉算子,提出了一种自适应的正交交叉算子。同时为了进一步提高传统遗传算法学习和利用搜索空间局部信息的能力,提高其收敛速度,引入了局部搜索策略,提出了一种新的基于种群分割和单形交叉的聚类局部搜索策略。对14个高维的Benchmark函数的测试结果表明,该算法在性能上显著优于其它算法。 (2)提出了一种新的基于正交试验设计的约束优化算法。在搜索机制方面,利用正交实验设计的方法来安排多个父代个体的交叉操作,提出了一种新的多父体正交交叉算子。此外,我们利用单行交叉算子对父代种群进行并行搜索,来协调算法的勘探和开采能力。在约束处理技术上,引入了一个衡量个体的优、劣的新比较准则。并通过13个标准的测试函数验证了算法的通用性和有效性。 (3)针对P型免疫反馈控制器不能克服动态干扰和消除静态误差的问题,利用模糊控制系统的非线性逼近能力,提出了一种将P型免疫反馈控制器同常规PID控制器进行混合联结的模糊免疫PID控制器的设计方法,并利用(1)中提出的混合自适应正交遗传算法对其控制器参数进行优化。仿真研究结果表明,该控制器较常规控制器具有更好的动、静态特性。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP18

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 高红岩;孙威;高广宇;;基于冷轧机的多智能体差分进化算法的研究[J];甘肃科技;2012年06期
2 何大阔;高广宇;王福利;刘阳;;多智能体差分进化算法[J];控制与决策;2011年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 姜涛;高速公路入口匝道控制研究[D];五邑大学;2010年
2 李艳生;分布式并行计算智能调度策略的研究与实现[D];湖北师范学院;2011年
3 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
4 于蕾蕾;双种群遗传算法的改进及其应用研究[D];合肥工业大学;2009年
5 高广宇;多智能体差分进化算法及其在发酵过程优化中的应用[D];东北大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 张讲社,徐宗本,梁怡;整体退火遗传算法及其收敛充要条件[J];中国科学E辑:技术科学;1997年02期
2 梁艳春,周春光,王在申;基于扩展串的等价遗传算法的收敛性[J];计算机学报;1997年08期
3 张铃,张钹;佳点集遗传算法[J];计算机学报;2001年09期
4 曾三友,魏巍,康立山,姚书振;基于正交设计的多目标演化算法[J];计算机学报;2005年07期
5 周育人,李元香,王勇,康立山;Pareto强度值演化算法求解约束优化问题[J];软件学报;2003年07期
6 陈根社,陈新海;应用遗传算法设计自动交会控制器[J];西北工业大学学报;1994年02期
7 谈英姿,沈炯,吕震中;免疫PID控制器在汽温控制系统中的应用研究[J];中国电机工程学报;2002年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
2 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
3 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
4 蒋中;遗传算法在PID参数优化中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2000年01期
5 阮怀忠,张建中;基于改进遗传算法的TSP问题求解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2003年04期
6 陈杰,周冬华;浮点数编码的遗传算法在模糊控制器参数寻优中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年02期
7 方潜生;硬件进化(EHW)的研究与进展[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
8 杨益;;基于FPGA的背包问题的求解[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
9 刘艳华;张承中;王小平;龚葳;;基于遗传神经网络的采暖季PM_(10)浓度预测[J];安徽农业科学;2009年16期
10 叶勇;罗红恩;张立伟;;改进遗传算法下的畜禽冷链配送优化研究[J];安徽农业科学;2011年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 ;The Research and Application of Immune Feedback Control in the Load Control System of Tube Mill[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Using Good Nodes Set Principle to Evolution Strategy for Constrained Optimization[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 郭玉堂;刘路路;;基于佳点集遗传算法的边缘检测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 刘向;邹逢兴;张湘平;高政;;面向节能的混合流水车间调度方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 汪民乐;高晓光;;GA早熟问题的定量分析及其预防策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
10 李国平;林君焕;潘晓彬;郑堤;;车削振动的免疫PID控制系统研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
2 韩艳玲;可能性构造空间理论与计算机作曲思维模型研究[D];华中科技大学;2010年
3 彭北青;第三方物流配送车辆路径问题模型及算法研究[D];华中科技大学;2009年
4 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
5 刘飞;四足机器人步态规划与平衡控制研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 郑罡;频域有限差分方法的改进研究[D];电子科技大学;2010年
7 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
8 李正军;林—浆—纸产业集群供应链协同管理研究[D];中南林业科技大学;2010年
9 殷源;干涉型集成光波导器件设计与实验研究[D];浙江大学;2010年
10 张明明;面向量子可逆逻辑自动综合的多目标进化算法研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
6 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
7 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
8 马宗梅;遗传算法在考试系统组卷中的应用与研究[D];郑州大学;2009年
9 宋开胜;基于遗传算法的二维排样研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李魁星;基于信息熵遗传算法的舰船导航路径规划技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于乃功;阮晓钢;;基于细胞自动机模型的青霉素发酵过程优化控制策略[J];北京工业大学学报;2007年02期
2 赵罡;王超;于红亮;;基于神经网络和遗传算法的公差优化设计[J];北京航空航天大学学报;2010年05期
3 邹林刚;郝矿荣;丁永生;吴怡之;;并行分布式无线生理传感器网络的任务调度模型研究[J];传感技术学报;2009年02期
4 牛大鹏;王福利;何大阔;贾明兴;;改进差分进化算法及其在发酵优化中的应用[J];东北大学学报(自然科学版);2008年04期
5 闫杨;汪定伟;王大志;王洪峰;;求解动态背包问题的多智能体进化算法[J];东北大学学报(自然科学版);2009年07期
6 尚飞;蔡亚星;张颖;高本庆;;阵列天线的双种群遗传算法综合[J];电波科学学报;2007年02期
7 孟伟;韩学东;洪炳镕;;蜜蜂进化型遗传算法[J];电子学报;2006年07期
8 陈品,刘三阳;基于双种群遗传策略的组播路由算法[J];电子与信息学报;2002年12期
9 黄宇林;;0/1背包问题的贪心算法[J];鄂州大学学报;2006年06期
10 王畅;发酵过程温度控制PID-P参数的模糊自校正[J];佛山科学技术学院学报(自然科学版);1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳;分布并行算法设计、分析与实现[D];电子科技大学;2001年
2 张帆;过程系统优化的分布式并行计算[D];浙江大学;2002年
3 兰少华;多Agent技术及其应用研究[D];南京理工大学;2002年
4 刘勇;多Agent系统理论和应用研究[D];重庆大学;2003年
5 于江涛;多智能体模型、学习和协作研究与应用[D];浙江大学;2003年
6 黄金贵;网络并行计算环境中基于多处理机任务的调度研究[D];中南大学;2003年
7 钟伟才;多智能体进化模型和算法研究[D];西安电子科技大学;2004年
8 刘文捷;网格环境下主动式安全系统的通信机制研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 梁新荣;高速公路智能控制方法研究[D];华南理工大学;2005年
10 卢国明;基于P2P的网格资源管理关键技术研究[D];电子科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 买强;青霉素发酵过程故障检测与故障诊断的研究[D];河北工业大学;2000年
2 邱元杰;电网自动化分布并行操作系统中智能化任务调度的设计与实现[D];电子科技大学;2001年
3 段宗涛;多Agent系统研究与开发[D];长安大学;2002年
4 陈仕学;基于径向基神经网络的青霉素发酵过程建模与控制[D];北京工业大学;2004年
5 项红;青霉素发酵过程仿真建模及训练系统[D];北京化工大学;2001年
6 张琦;校园网格系统中的资源管理和任务调度[D];华中科技大学;2004年
7 刘钊;演化计算在搜索与优化问题中的应用[D];中国地质大学;2004年
8 敖磊;求解TSP问题的改进蚁群算法[D];西安电子科技大学;2005年
9 侯锋;空间信息栅格中基于市场机制的任务调度模型研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 唐觅;支持并行任务的多约束网格调度模型研究[D];吉林大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王海伦;余世明;郑秀莲;;自适应差分进化算法及其在参数估计中的应用[J];计算机工程;2012年05期
2 吴亚丽;靳笑一;刘格;;链式多种群多智能体进化算法[J];控制理论与应用;2013年01期
3 张伟丰;钱洁;;一种渐变概率选择操作的实数编码量子进化算法[J];湖北汽车工业学院学报;2013年04期
4 杨艳霞;;基于引导进化的组织进化算法[J];计算机仿真;2013年11期
5 李龙澍;李森;廖敏;汪小珍;;基于多种群遗传算法测试用例优先级技术研究[J];计算机技术与发展;2011年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李普红;基于作业疲劳度的活塞生产线规划研究[D];山东大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王涛;带多重交通网络的联盟运输调度问题的差分进化算法研究[D];广东工业大学;2011年
2 张鸿雁;基于多种群遗传算法的模糊控制系统优化设计[D];东北石油大学;2011年
3 陈星宇;基于改进遗传算法的装配生产线平衡技术研究[D];上海交通大学;2011年
4 何冬冬;基于进化算法的细胞神经网络模板设计[D];华南理工大学;2012年
5 吴宇轩;遗传模糊控制及其在优化控制中的应用研究[D];东北石油大学;2013年
6 霍明明;多策略自适应差分进化算法的改进与应用研究[D];兰州理工大学;2013年
7 郑迎春;细菌觅食优化算法研究[D];西安电子科技大学;2013年
8 宋丽娜;基于智能优化算法磁电复合薄膜特性的研究[D];浙江师范大学;2013年
9 史夏波;基于生物启发优化的交流调速系统研究[D];宁波大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李未,黄文奇;一种求解合取范式可满足性问题的数学物理方法[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1994年11期
2 徐宗本,高勇;遗传算法过早收敛现象的特征分析及其预防[J];中国科学E辑:技术科学;1996年04期
3 韩祯祥;文福拴;;模拟进化优化方法及其应用——遗传算法[J];计算机科学;1995年02期
4 姚新,陈国良,徐惠敏,刘勇;进化算法研究进展[J];计算机学报;1995年09期
5 王丽薇,洪勇,洪家荣;遗传算法的收敛性研究[J];计算机学报;1996年10期
6 丁永生,任立红;一种新颖的模糊自调整免疫反馈控制系统[J];控制与决策;2000年04期
7 张铃,ahu.edu.cn,张钹;遗传算法机理的研究[J];软件学报;2000年07期
8 吴少岩,张青富,陈火旺;基于家族优生学的进化算法[J];软件学报;1997年02期
9 徐宗本;李国;;解全局优化问题的仿生类算法(I)—模拟进化算法[J];运筹学杂志;1995年02期
10 周德云,陈新海,陆彦;广义预测自适应控制及其在航天器轨道控制中的应用[J];宇航学报;1992年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘健庄,谢维信,高新波;一种图象中基元检测的新方法[J];电子与信息学报;1997年02期
2 金耀初;蒋静坪;;基于遗传算法的模糊控制器分析[J];模式识别与人工智能;1997年01期
3 曹先彬;庄镇泉;;一种基于遗传算法的模糊规则生成方法[J];模式识别与人工智能;1997年02期
4 夏文,王华芝;遗传算法在多波束赋形天线优化中的研究[J];北京邮电大学学报;1998年04期
5 龙甫荟,郑南宁,张晓缋;基于多层感知遗传算法的图象分割新方法[J];控制理论与应用;1998年02期
6 刘莹,王宝树,马建峰,杨耆董;模糊聚合及遗传算法在多传感器数据融合中的应用[J];电子科技;1998年01期
7 黄海贇,戚飞虎;一种精确标定摄像机的遗传算法方案(英文)[J];红外与毫米波学报;2000年01期
8 徐小力,许宝杰,殷健;采用遗传算法的旋转机组状态趋势预测之探讨[J];机械科学与技术;2000年05期
9 陈勇,邓先灿;基于遗传算法的微波电路优化方法[J];微波学报;2000年S1期
10 于海斌,王浩波,徐心和;两代竞争遗传算法及其应用研究[J];信息与控制;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
2 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
3 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
4 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
5 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
7 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
8 何奉道;梁向阳;;基于遗传算法的机车周转图优化编制方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 刘忠凯;薛正辉;任武;李伟明;高本庆;;用遗传算法优化八木天线[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
10 汝勇;杨树强;;遗传算法在历史性约束组合优化问题中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年
3 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
4 包家庆;IDS五大发展趋势[N];网络世界;2002年
5 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
6 易水;IT新词集锦[N];计算机世界;2003年
7 李磊;让电子政务更聪明[N];计算机世界;2001年
8 高澜庆;矿山企盼智能化[N];中国矿业报;2000年
9 记者 吴苡婷;用技术挖出网络信息中“金子”[N];上海科技报;2009年
10 顾正华 唐洪武 肖洋 河海大学水利水电工程学院 李云 南京水利科学研究院水工研究所;水流智能模拟大步走来[N];中国水利报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 陈霄;DNA遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
3 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
5 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
6 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
7 于健海;基于遗传算法的模拟电路优化设计方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 赵诗奎;基于遗传算法的柔性资源调度优化方法研究[D];浙江大学;2013年
9 李军华;基于知识和多种群进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
10 姚静;基于遗传算法的火电机组负荷优化分配研究[D];武汉大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
2 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
3 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
4 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
6 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
7 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
8 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
9 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010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