遺傳算法實例參考ppt課件-資料下載頁
2025-05-07 02:31本頁面
【正文】 ? 群體多樣化 五、多目標優(yōu)化中的遺傳算法 ? 多目標優(yōu)化的概念 解決含有多目標和多約束的優(yōu)化問題稱為多目標優(yōu)化問題。在實際應用中，工程優(yōu)化問題大多數(shù)是多目標優(yōu)化問題，有時需要使多個目標在給定區(qū)域上都可能地達到最優(yōu)的問題，目標之間一般都是相互沖突的。 例如投資問題，一般我們都是希望所投入的資金量最少，風險最小，并且所獲得的收益最大。這種多于一個的數(shù)值目標的最優(yōu)問題就是多目標優(yōu)化問題。 ? 最優(yōu)解和 Pareto最優(yōu)解。 多目標優(yōu)化問題的遺傳算法 ? 權重系數(shù)變換法 ? 并列選擇法 ? 排列選擇法 ? 共享函數(shù)法 ? 混合法 權重系數(shù)變換法 ? 對于一個多目標優(yōu)化問題，若給其每個子目標函數(shù) f(xi) (i=1, 2, …, n) 賦予權重 wi，其中 wi為相應的f(xi) 在多目標優(yōu)化問題中的重要程度，則各個子目標函數(shù) f(xi)的線性加權和表示為 ? 若將 u作為多目標優(yōu)化問題的評價函數(shù)，則多目標優(yōu)化問題就可以轉化為單目標優(yōu)化問題，即可以利用單目標優(yōu)化的遺傳函數(shù)求解多目標優(yōu)化問題。 并列選擇法 ? 并列選擇法的基本思想是，先將群體中的全部個體按子目標函數(shù)的數(shù)目均等地劃分為一些子群體，對每個子群體分配一個子目標函數(shù)，各個子目標函數(shù)在相應的子群體中獨立地進行選擇運算，各自選擇出一些適應度高的個體組成一個新的子群體，然后再將所有這些新生成的子群體合并成一個完整的群體，在這個群體中進行交叉和變異運算，從而生成下一代的完整群體，如此不斷地進行“分割 并列選擇 合并”操作，最終可求出多目標優(yōu)化問題的 Pareto最優(yōu)解。 排列選擇法 ? 排列選擇法的基本思想是，基于 Pareto最優(yōu)個體，對群體中的各個個體進行排序，依據(jù)這個排列次序來進行進化過程中的選擇運算，從而使得排在前面的 Pareto最優(yōu)個體將有更多的機會遺傳到下一代群體中。如此這樣經(jīng)過一定代數(shù)的循環(huán)之后，最終就可求出多目標最優(yōu)化問題的 Pareto最優(yōu)解。 共享函數(shù)法 ? 求解多目標最優(yōu)化問題時，一般希望所得到的解能夠盡可能地分散在整個 Pareto最優(yōu)解集合內，而不是集中在其 Pareto最優(yōu)解集合內的某一個較小的區(qū)域上。為達到這個要求，可以利用小生境遺傳算法的技術來求解多目標最優(yōu)化問題，這種方法稱為共享函數(shù)法，它將共享函數(shù)的概念引入到求解多目標最優(yōu)化問題的遺傳算法中。 ? 小生境數(shù)的計算方法定義為： 式中 s(d)為共享函數(shù)， d(X, Y)為個體 X, Y之間的海明距離。 混合法 ? 混合法的基本思想是，選擇算子的主體使用并列選擇法，然后通過引入保留最佳個體和共享函數(shù)的思想來彌補只使用并列選擇法的不足之處。算法的主要過程為： ⑴ 并列選擇過程 ⑵ 保留 Pareto最優(yōu)個體過程 ⑶ 共享函數(shù)處理過程 六、思考與學習 ? 藥物配方研究中的最優(yōu)組合方案 ? 算法設計： C —— 個體的 編碼方法 ：基因，染色體 E —— 個體 適應度評價函數(shù) ； P0 —— 初始群體 ； T —— 遺傳運算終止條件 （ 操作設計 ） M —— 群體大?。? Φ —— 選擇算子； Γ —— 交叉算子； （ 控制參數(shù)設定 ） Ψ —— 變異算子； 濃度 mg/L 釘螺死亡率 /% 24h 48h 72h 96h 20℃ 25℃ 30℃ 20℃ 25℃ 30℃ 20℃ 25℃ 30℃ 20℃ 25℃ 30℃ 12 32 46 38 90 96 60 100 100 82 100 100 10 18 38 26 80 94 32 100 100 64 100 100 8 12 16 14 48 86 16 100 100 40 100 100 4 12 16 10 32 76 14 26 100 40 68 100 2 8 10 8 30 48 12 16 92 16 36 98 2 6 6 4 8 24 8 20 42 8 26 100 清水 0 2 0 0 4 0 0 0 6 2 2 18 不同濃度、溫度、時間生物堿殺螺結果 七、參考文獻 ? MATLAB 遺傳算法工具箱及應用 雷英杰主編 ? MATLAB 應用接口編程 飛思科技產品研發(fā)中心
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