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《华南理工大学》 2011年
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多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究

李振业  
【摘要】:现实生活中,许多方面都涉及到最优化问题,例如路径规划、网络优化以及经济投资等,现实世界的几乎所有领域都存在优化问题。大部分优化问题的实质其实是一些复杂的高维非线性耦合函数,而且这些函数的表达式通常是未知的。传统的线性规划等数学方法对求解这类问题并不能得到令人满意的结果。 近几十年以来,随着计算智能的迅速发展,一些与经典的数学规划原理截然不同的智能优化算法相继出现。遗传算法以其优秀的全局搜索能力、隐含并行性以及简单的操作算子获得了学术界的一致好评,并因此成为了近年来解决最优化问题的热门技术之一。BP神经网络是一种基于梯度下降算法,具有局部精度高、计算量小和并行性强等特点,但是它是一种局部优化方法。把遗传算法与BP神经网络相结合,正好可以互补不足、各取所长。 经过大量的文献资料阅读和函数优化实验,特别是遗传算法与BP神经网络结合的实验后,我们发现遗传算法在求解一些像BP神经网络优化这种高维、不可分离的非线性函数时,仍然可能陷入局部极值,优化效率较低。 基于以上原因,本文提出了一种多向变异遗传算法,该算法通过混合多种编码方式,克服了传统遗传算法种群“十”字分布的缺点,并通过引入一个新的大变异小范围搜索种群,加强了遗传算法的局部搜索能力。 本文对多向变异遗传算法、一般遗传算法、一般双种群遗传算法以及PSO算法进行了一系列函数优化比较实验,并对实验结果进行分析:对于耦合的函数,我们的方法有较大的优势,效率较高、全局性较好。 最后把本文提出的多向变异遗传算法应用于BP神经网络拟合非线性离散系统问题,并取得了较好的效果。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP18

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 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
2 曹晖;周延;;多种群精英共享遗传算法在异常光谱识别中的应用[J];光谱学与光谱分析;2011年07期
3 葛红;用遗传算法训练基于神经网络结构的控制器[J];华南师范大学学报(自然科学版);2000年01期
4 信昆仑,刘遂庆;混合编码遗传算法基于面向对象方法的实现及应用[J];计算机工程与应用;2003年21期
5 戴晓明,许超,龚向阳,邵惠鹤;并行遗传算法收敛性分析及优化运算[J];计算机工程;2002年06期
6 王伟玲;李俊芳;王晶;;求解多目标作业车间调度问题的双种群遗传算法[J];计算机集成制造系统;2011年04期
7 赵明旺;连续可微函数全局优化的混合遗传算法[J];控制与决策;1997年05期
8 张莉芬,黎明,周琳霞;浮点数与格雷二进制混合编码的遗传算法[J];南昌航空工业学院学报;2001年02期
9 陶卿,曹进德,孙德敏,方廷健;基于约束区域神经网络的动态遗传算法[J];软件学报;2001年03期
10 何新贵,梁久祯;利用目标函数梯度的遗传算法[J];软件学报;2001年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 吴迪;蜂群遗传算法的研究[D];延边大学;2006年
2 申红莲;改进遗传算法及其应用[D];华北电力大学(河北);2008年
3 江中央;正交遗传算法及其应用研究[D];中南大学;2008年
【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 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
3 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
4 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
5 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
6 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
7 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
8 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
9 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
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 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
3 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
4 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
5 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 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
8 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
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
8 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 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
10 王德才;基于能量分析的地震动输入选择及能量谱研究[D];合肥工业大学;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 李华英;航空发动机多变量鲁棒控制方法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 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
5 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
6 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
7 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
9 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
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 胡桂武;陈建超;;新型模拟进化计算[J];计算机工程与应用;2011年09期
2 叶波;李传东;;自适应联想记忆细胞神经网络的优化设计[J];计算机应用;2012年02期
3 任鲁涌,郝相升,谢学智;一种基于遗传算法的细胞神经网络模板设计算法[J];山东工程学院学报;2001年04期
4 卢珊萍;于盛林;;基于粒子群算法的细胞神经网络模板参数设计[J];计算机技术与发展;2009年04期
5 吴庆洪;张颖;马宗民;;粒子群优化算法及其应用综述[J];微计算机信息;2010年30期
6 宋晓峰;亢金龙;王宏;;进化算法的发展与应用[J];现代电子技术;2006年20期
7 徐丽娜;神经网络控制结构及所用神经网络[J];自动化技术与应用;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 刘衍民;粒子群算法的研究及应用[D];山东师范大学;2011年
2 杨旭华;神经网络及其在控制中的应用研究[D];浙江大学;2004年
3 俞健;基于进化计算的神经网络设计方法[D];浙江大学;1998年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘丽芳;粒子群算法的改进及应用[D];太原理工大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董颖,刘欢杰,许宝栋,唐加福;一种基于实数编码的改进遗传算法[J];东北大学学报;2005年04期
2 唐立新;旅行商问题(TSP)的改进遗传算法[J];东北大学学报;1999年01期
3 董四辉;周惠成;;含约束条件多峰函数优化问题的混合遗传算法[J];大连铁道学院学报;2006年01期
4 秦梁栋;基于Queen-bee进化的遗传算法在电力系统经济调度中应用[J];电力自动化设备;2005年05期
5 张青富,焦李成,保铮;一种新的求解线性规划的神经网络[J];电子学报;1992年10期
6 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
7 吕剑峰;戴连奎;;加权最小二乘支持向量机改进算法及其在光谱定量分析中的应用[J];分析化学;2007年03期
8 周长峰,谭跃进,廖良才,刘燕;模拟退火算法求解最短路径填挖问题[J];系统工程;2005年07期
9 淡图南;戴连奎;;结合异常样本检测的汽油族组成拉曼光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2010年04期
10 刘怀亮,刘淼;一种混合遗传模拟退火算法及其应用[J];广州大学学报(自然科学版);2005年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 邢维建;遗传算法在电力系统经济调度中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2005年
2 吴迪;蜂群遗传算法的研究[D];延边大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 顾亦然,王锁萍;遗传算法与神经网络在接纳控制中的应用[J];计算机工程与应用;2005年19期
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3 朱莉;高正红;;基于神经网络的翼型优化设计方法研究[J];航空计算技术;2007年03期
4 高阁;罗大庸;;基于遗传算法的医疗垃圾焚烧控制系统[J];计算机测量与控制;2007年04期
5 张惠珍;马良;;基于变尺度混沌优化策略的混合遗传算法及在神经网络中的应用[J];上海理工大学学报;2007年03期
6 任颖;李华伟;;基于改进遗传算法的神经网络非线性模型的辨识[J];现代计算机(专业版);2009年02期
7 陈书文;张斌;王水花;;遗传神经网络用于电磁兼容预测[J];计算机与信息技术;2010年Z1期
8 胡仁平;刘刚;;基于改进遗传算法的神经网络优化设计[J];计算机应用与软件;2011年01期
9 岳同森;王大海;;一种改进的仿生算法研究与分析[J];软件;2011年03期
10 王洪瑞;李二超;魏立新;;基于改进神经网络的不确定性X-Y定位平台自适应控制[J];机床与液压;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 寇纪淞;徐博艺;刘刚;;用遗传算法训练前馈神经网络的权值[A];1994中国控制与决策学术年会论文集[C];1994年
2 唐琎;蔡自兴;谭立球;;用基于遗传算法的神经网络指导股市交易[A];1999年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1999年
3 安世奇;孙一康;王京;;基于遗传算法的神经网络简单自适应控制[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(上)[C];2005年
4 李晔;;基于遗传算法和神经网络的二级倒立摆控制系统[A];第25届中国控制会议论文集(中册)[C];2006年
5 杨宝庆;刘国栋;;RoboCup中的截球策略研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
6 王正志;张光铎;;模糊推理、神经网络和遗传算法的一种有机结合的框架和实现[A];1995年中国智能自动化学术会议暨智能自动化专业委员会成立大会论文集(下册)[C];1995年
7 赵峻;褚涛;王碧秋;;基于遗传神经网络的重介质密度预测控制[A];第十六届全国煤炭自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2006年
8 朱丽业;吴惕华;;智能控制在现代钢铁工业中的应用[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
9 王军;钟志军;黄心汉;;两轮小车避障控制的仿真研究[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
10 赵宏;;基于优化遗传神经网络的水轮发电机组辨识[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005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 于翔;数字神经网络中的协同应用[N];网络世界;2009年
3 健康时报特约记者  张献怀;干细胞移植:修复受损的神经网络[N];健康时报;2006年
4 邹丽梅 陈耀群;江苏科大神经网络应用研究通过鉴定[N];中国船舶报;2006年
5 记者 孙刚;“神经网络”:打开复杂工艺“黑箱”[N];解放日报;2007年
6 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
7 李磊;让电子政务更聪明[N];计算机世界;2001年
8 本报首席记者 任荃 实习生 史博臻;轨交“神经网络”触动创新神经[N];文汇报;2011年
9 计算机世界实验室 韩勖;当布线系统遭遇神经网络[N];计算机世界;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 吴令;基于GA-NN和不可逆热力学的钢中氧化物夹杂预报模型[D];东北大学 ;2009年
2 李智;电站锅炉燃烧系统优化运行与应用研究[D];东北大学;2005年
3 吕瑞华;复杂经济系统混沌预测方法与多层局势决策方法研究[D];天津大学;2004年
4 焦嵩鸣;计算智能及其在热工系统中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2007年
5 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
6 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
7 陶吉利;基于DNA计算的遗传算法及应用研究[D];浙江大学;2007年
8 杨实俊;可持续发展约束下小型火电厂危机管理研究[D];华北电力大学(河北);2008年
9 吴大宏;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究[D];西南交通大学;2003年
10 何嘉;基于遗传算法优化的中文分词研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 李亚斐;基于计算智能的工程项目估算分析[D];长春工业大学;2010年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
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