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《哈尔滨理工大学》 2009年
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基于遗传算法的BP神经网络在多目标优化中的应用研究

朱文龙  
【摘要】: 多目标优化起源于许多实际复杂系统的设计、建模和规划问题,这些系统涉及的领域包括工业制造、资本预算、网络通讯、道路规划等等。现实生活中,几乎每个重要的决策和预测都需要考虑各种制约条件,并处理若干目标的相互冲突,这就涉及多个目标的优化。因为这些目标并不是独立存在的,对其中一个目标进行优化必须以牺牲其它目标为代价,并且各目标的单位又往往不一致,这就导致很难客观地评价多目标优化求解的优劣性。传统的求解多目标优化的方法通常存在许多缺陷,如各目标加权值的分配带有较大的主观性,优化目标仅为各目标加权和,过程中各目标优化的不可操作性等。 本文着重对人工智能中两个热点问题遗传算法和人工神经网络进行分析和改进,尝试对这两种方法进行融合,并将其应用到多目标优化领域。论文主要内容包括: 首先,介绍遗传算法的原理,重点介绍现今经典的多目标遗传算法的优缺点,分析多目标遗传算法设计中所要解决的问题:适应度分配、多样性保持、收敛性。针对简单遗传算法应用过程中所存在的不易收敛,结果常常陷入局部最优等缺点,在改进型非劣分层遗传算法基础上提出改进的并行混合非劣分类遗传算法。多个算例测试表明,改进的算法在解的多样性和收敛性方面都有不俗表现,其性能明显优于改进型非劣分层遗传算法。 其次,通过对BP神经网络的关键技术及其算法的研究,针对BP神经网络的限制与不足进行分析,提出一种改进技术。 最后,将改进后的遗传算法与BP神经网络融合,提出基于遗传算法的BP神经网络融合算法。利用基于遗传算法的BP神经网络对多目标优化问题进行求解,充分发挥遗传算法的全局搜索能力和BP算法的局部搜索能力,加快收敛速度,提高收敛精度。将其应用于多目标车间作业动态调度实例中,也取得较好的效果。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP18

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 陈坤;宋克东;张瑜;田祥儒;陈如意;;基于遗传算法的人工神经网络对增韧尼龙冲击性能的预测[J];塑料工业;2012年01期
2 陈心路;赵霞;朱建宁;;基于神经网络的精馏能耗模拟和优化[J];计算机技术与发展;2011年06期
3 朱建宁;孙达军;赵霞;;甲醇精馏变负荷操作优化技术研究及应用[J];微型电脑应用;2012年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王璐;复杂应力状态下高温低周疲劳短裂纹行为研究[D];大连理工大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 韩荣荣;基于遗传算法的BP神经网络在多目标药物优化分析中的应用[D];山西医科大学;2011年
2 易辉成;基于刚度和模态的车门结构件料厚多目标优化设计研究[D];湖南大学;2011年
3 王偏;土压平衡盾构主轴承疲劳可靠性预测方法研究[D];大连理工大学;2012年
4 刘建雄;改进神经网络在疲劳短裂纹演化行为中的应用[D];大连理工大学;2012年
5 李民伟;连续刚构桥梁优化理论研究[D];昆明理工大学;2012年
6 张颖;基于遗传算法和神经网络的入侵检测技术在TDCS网络中的研究[D];兰州交通大学;2012年
7 李林林;自行火炮身管优化方法及应用研究[D];南京理工大学;2013年
8 张佳;基于RFID及多传感器技术的旅游景区监控管理系统的开发[D];河北科技大学;2012年
9 钱一平;我国国际河流水路运输资源开发评价[D];大连海事大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 徐磊;基于遗传算法的多目标优化问题的研究与应用[D];中南大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘敬宇;;改进自适应遗传模拟退火算法的结构优化设计[J];徐州工程学院学报(自然科学版);2011年02期
2 杨晓燕;;一种离散型多目标粒子群优化算法[J];莆田学院学报;2010年02期
3 史雪荣;;基于加权均值生成序列的神经网络GM(1,1)模型[J];新乡学院学报(自然科学版);2008年02期
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5 李小玲;标准遗传算法的应用初探[J];攀枝花学院学报;2004年01期
6 化柏林;张新民;;从情报学与相关学科的差异性看情报学的核心技术[J];情报理论与实践;2008年02期
7 董坚峰;张玉峰;唐涛;;网络环境下企业持续性情报保障研究[J];情报理论与实践;2009年01期
8 王华玉;;基于BP神经网络的图书流通量预测研究[J];情报探索;2010年08期
9 孙雷;;基于BP神经网络的高校图书馆借阅与采购量化分析[J];情报探索;2012年04期
10 程红斌,张凤鸣,张晓丰;多机协同空战目标分配算法研究[J];情报指挥控制系统与仿真技术;2005年03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 吴强;王煦法;;“数字水利”及其关键技术[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 王国庆;李国福;李旭渊;;基于PSO-K均值聚类的核事故应急监测点位快速确定技术研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011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 曲东才;徐庆九;;一种非线性系统ANN逆模型建模方案及EFRA训练算法仿真[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 肖本贤;陆诚;陈昊;余炎峰;陈荣保;;基于帧间差分法和不变矩特征的运动目标检测与识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 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
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 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
4 杨宁;计算机辅助卷烟配方设计关键技术研究[D];中国海洋大学;2010年
5 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
6 全惠敏;电能质量相关信号的S变换检测算法及应用研究[D];湖南大学;2010年
7 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
8 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
9 黄林峰;多目标进化算法研究[D];中国科学技术大学;2009年
10 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
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 李瑞波;图像阴影的检测与去除算法研究[D];山东科技大学;2010年
5 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈维;陈永革;赵强;;基于BP神经网络的装备故障诊断专家系统研究[J];指挥控制与仿真;2008年04期
2 王宏雁,徐少英;车门的轻量化设计[J];汽车工程;2004年03期
3 雷明准;张丰利;王建楠;陈剑;;基于有限元的车门模态分析与优化研究[J];汽车技术;2008年12期
4 王永廉;对高温低周疲劳寿命预测模型的评价[J];强度与环境;1995年03期
5 马莉萍;丁小浩;;高校毕业生求职中人力资本与社会关系作用感知的研究[J];清华大学教育研究;2010年01期
6 迟汉之;;世界汽车轻量化及轻质材料应用趋势[J];轻型汽车技术;2001年04期
7 费烨;李楠楠;韩泽光;;基于Pareto解集的多目标优化方法及其应用[J];起重运输机械;2006年09期
8 崔逊学,林闯;一种基于偏好的多目标调和遗传算法(英文)[J];软件学报;2005年05期
9 李晓峰,刘光中;人工神经网络BP算法的改进及其应用[J];四川大学学报(工程科学版);2000年02期
10 金菊良,杨晓华,丁晶;基于实数编码的加速遗传算法[J];四川大学学报(工程科学版);2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李莉;潘丰;;基于遗传算法的多目标进化算法综述[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭隽;高温疲劳表面短裂纹群体演化行为研究及数值模拟[D];大连理工大学;2000年
2 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
3 钱文学;某型航空发动机低压压气机轮盘疲劳可靠性分析[D];东北大学;2006年
4 周勇军;高墩大跨曲线连续刚构桥梁地震响应的设计参数研究[D];长安大学;2006年
5 徐楠;42CrMo钢疲劳可靠性分析与裂纹萌生微观机理研究[D];山东大学;2006年
6 易当祥;自行火炮行动系统疲劳断裂可靠性分析与仿真研究[D];西北工业大学;2005年
7 安伟刚;多目标优化方法研究及其工程应用[D];西北工业大学;2005年
8 仇丽霞;基于遗传算法的最优决策值选择及医药学应用研究[D];山西医科大学;2007年
9 郑刚;汽车覆盖件冲压成形中拉延筋模型及其参数反演研究[D];湖南大学;2008年
10 崔新涛;多材料结构汽车车身轻量化设计方法研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李林;基于可靠性的TBM刀盘轻量化设计[D];大连理工大学;2010年
2 潘杰;人力资本、求职行为与大学毕业生初次就业满意度的关系研究[D];华东师范大学;2010年
3 王凡重;基于小波神经网络和支持向量机的电机故障诊断与研究[D];太原理工大学;2011年
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5 高建宾;我国海上能源运输通道安全评价研究[D];大连海事大学;2011年
6 郑捷;近代上海工业与南洋贸易[D];华东师范大学;2011年
7 黄新娟;美国的缅甸政策研究(1988-2010)[D];华东师范大学;2011年
8 贺浩;斗轮堆取料机轮体结构优化及可靠性分析[D];中南大学;2011年
9 刘丹丹;盾构机用三排滚柱式回转支承有限元分析[D];河南科技大学;2010年
10 李建征;盾构机主轴承的有限元分析及寿命研究[D];河南科技大学;2011年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 武燕;柳炳祥;;基于K-Means聚类算法和神经网络的药物使用模型[J];现代计算机(专业版);2011年23期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 孙喜龙;汽车被动安全性的模块化建模方法与多目标优化研究[D];吉林大学;2013年
2 林蔚天;改进的粒子群优化算法研究及其若干应用[D];华东理工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张立娜;基于改进型机会成本法的交通应急救援资源派遣策略研究[D];北京交通大学;2012年
2 刘坤;基于轴向非均匀磁场的GMA输出特性研究[D];武汉理工大学;2012年
3 李娟;万能型钢轧机的参数化设计及机架优化[D];燕山大学;2012年
4 刘晓红;基于遗传算法的混料试验药物配方配比优化研究[D];山西医科大学;2012年
5 蔡靓;基于气候条件的居住建筑室内长期热环境评价方法研究[D];湖南大学;2012年
6 谭伟同;高温疲劳短裂纹微观机理及数值模拟研究[D];大连理工大学;2013年
7 霍孝波;基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计[D];大连理工大学;2013年
8 蒋立君;面向可靠性和振动特性的TBM主轴承结构设计[D];大连理工大学;2013年
9 陈炜;基于网络的数据库审计和风险控制研究[D];武汉理工大学;2013年
10 彭亮;脱墨微生物的筛选及应用[D];福建师范大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 蓝盛芳;试论达尔文进化论与协同进化论[J];生态科学;1995年02期
3 钟守楠,江长斌,王天虹;向量优化神经网络[J];数学杂志;1998年S1期
4 杨唐胜,陈文清,朱瑞赓;一种与遗传算法类似的人工免疫算法[J];武汉理工大学学报;2005年10期
5 汪祖柱,程家兴;一种混合交叉策略的多目标演化算法及其性能分析[J];系统仿真学报;2005年10期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘静;协同进化算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 汪晗;基于进化计算的多目标优化与决策方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 郑丽君;基于遗传算法的多目标优化与决策方法研究[D];国防科学技术大学;2003年
3 林仰峰;基于遗传算法的QoS多播路由算法的研究[D];福州大学;2006年
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