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基于遗传编程和键合图的机电系统非线性对象辨识与优化

孙波  
【摘要】: 本文在对进化算法的研究基础上,提出了基于遗传编程方法和键合图理论的对非线性系统的辨识方法。本文在简要介绍了进化算法的发展情况后,着重论述了进化算法的一个分枝——遗传编程。 本文详细说明了遗传编程的基本算法和操作流程,给出了遗传算子的运行示例。介绍了非线性系统辨识研究目前的发展状况,并结合无线局域网接入点构造问题的例子,对基于遗传编程方法的非线性系统辨识做了理论证明。键合图是一种系统动力学建模方法,本文提出了结合遗传编程与键合图对机电系统的辨识研究。通过将胚胎键合图在遗传算子的作用下,进化出了符合设计要求的新的键合图,文章中结合特征值优化问题做了实际验证。在对遗传编程的研究过程中发现,由于进化过程中存在种群多样性的损失,为了得到优良解,需要加大种群规模,延长进化代数,而随之而来的是个体复杂度急剧增加,计算量不断加大,这耗费了大量的演化时间。本章提出结合自动定义函数的方法来对一般的遗传编程方法进行改进,有利于提高遗传编程的进化速度。对于这一想法,本文结合旅行商问题对改进后的算法做了可行性验证。 文章最后论述了在遗传编程方法中存在的一些基本问题,以及相关领域的问题研究,指出了将来进一步研究的方向。


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