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协同进化算法研究及应用

作　者: 张创业
导　师: 何登旭
学　校: 广西民族大学
专　业: 计算数学
关键词: 优化算法 人工鱼群算法 粒子群算法 协同进化算法 模拟退火算法 约束优化 圆填充
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


协同进化是近几年来群智能算法领域兴起的一个研究热点,中外学者都对其进行了广泛的研究。本文在充分研读文献的基础上,对协同进化的效率机制、信息交流方式、拓扑结构及应用领域等方面开展研究,并取得如下成果:(1)提出了新的人工鱼粒子群混合协同优化算法。该算法充分利用了人工鱼群算法与粒子群算法的互补性,发挥了协同进化算法利于混合不同算法的特性。实验表明算法具有收敛速度较快、精度较高的特点;(2)提出了两种新的信息共享拓扑结构:网络信息共享模型和多群多层信息共享模型。这两种模型和以往的模型相比,更能充分将不同搜索机制、不同搜索方法的算法融合于协同进化的机制之中,为问题的求解提供了新思路和新方法;(3)提出了一种新的协同进化信息交流机制——二次协同的信息交流机制。该机制将协同进化的信息交流方式从种群间的信息交流扩展到个体基因组的信息交流,实现了协同信息共享的宏观与微观的结合;(4)扩展了协同进化算法的应用领域。本文将协同进化应用于化工参数估计优化、约束优化、丁烯烷化过程优化、圆填充等问题的求解,为协同进化算法的应用开辟了新的方向

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-10
  1.1 协同进化研究现状与趋势  8-9
  1.2 论文的主要工作  9
  1.3 论文的结构  9-10
2 理论基础与基本算法  10-14
  2.1 协同进化算法的基本原理  10
  2.2 协同进化算法描述  10-11
  2.3 人工鱼群算法的基本原理  11-12
    2.3.1 人工鱼群算法基本思想  11
    2.3.2 人工鱼群算法描述  11-12
  2.4 粒子群算法基本原理  12
  2.5 模拟退火算法基本原理  12
  2.6 非均匀演化变异算子与柯西变异算子  12-13
    2.6.1 非均匀演化变异算子  13
    2.6.2 柯西变异算子  13
  2.7 混沌映射  13
  2.8 本章小结  13-14
3 基于协同进化思想的人工鱼和粒子群混合优化算法  14-22
  3.1 引言  14
  3.2 算法原理  14
  3.3 算法步骤  14-15
  3.4 数据仿真  15-18
    3.4.1 测试函数  15
    3.4.2 人工鱼群算法、粒子群算法的参数设置  15
    3.4.3 仿真结果与分析  15-18
  3.5 应用实例  18-19
  3.6 智能算法协同性能和效率的初步探讨  19-21
  3.7 本章小结  21-22
4 混沌协同人工鱼粒子群混合算法及其应用  22-27
  4.1 引言  22
  4.2 算法思想  22-23
  4.3 算法步骤  23
  4.4 数值仿真实验  23-25
    4.4.1 测试函数  24
    4.4.2 算法参数  24
    4.4.3 仿真结果与分析  24-25
  4.5 在SO_2 氧化反应动力学模型参数估计中的应用  25-26
  4.6 本章小结  26-27
5 一种多群多层协进化算法的约束优化求解及应用  27-37
  5.1 引言  27
  5.2 基于可行性规则的几类基本算法算法描述  27-29
    5.2.1 可行性规则约束优化的比较准则  27-28
    5.2.2 基于可行性规则的人工鱼群算法的行为描述  28
    5.2.3 基于可行性规则的粒子群算法描述  28
    5.2.4 基于可行性规则的模拟退火算法  28-29
  5.3 多群多层协同进化算法及约束优化求解的算法思想  29
  5.4 基于群智能进化算法的多群多层协同进化模型  29-30
  5.5 算法步骤  30-31
  5.6 数值仿真实验  31-34
    5.6.1 测试函数  32
    5.6.2 算法参数  32-33
    5.6.3 仿真结果与分析  33-34
  5.7 MSMHCO 用于丁烯烷化过程的约束优化  34-36
  5.8 本章小结  36-37
6 二次协同的人工鱼粒子群混合算法及其应用  37-43
  6.1 引言  37
  6.2 二次协同人工鱼粒子群混合算法的算法思想  37-38
  6.3 算法步骤  38-39
  6.4 数值仿真实验  39-40
    6.4.1 测试函数  39
    6.4.2 算法参数  39-40
    6.4.3 仿真结果与分  40
  6.5 二次协同人工鱼粒子群混合算法在圆填充问题求解中的应用  40-42
    6.5.1 圆填充问题描述及数学模型的提出  40-41
    6.5.2 二次协同人工鱼粒子群混合算法求解圆填充问题  41-42
    6.5.3 结果分析  42
  6.6 本章小结  42-43
7 总结与展望  43-44
参考文献  44-47
致谢  47-48
攻读学位期间发表的学术论文  48-49
攻读学位期间参加的科研项目  49

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 人工智能理论
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