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Memetic算法研究与工程应用

作　者: 刘文君
导　师: 高亮
学　校: 华中科技大学
专　业: 工业工程
关键词: Memetic算法函数优化有时间约束TSP 滚动窗口车间动态调度
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 423次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

当前,利用模拟某些自然现象而发展起来的人工智能算法来解决计算问题已经成为优化领域的研究热点,并形成了以群体智能为核心的理论体系。Memetic算法是基于人类文化进化思想的群体智能优化算法。该算法通过个体信息的选择、信息的加工和改造等文化传播行为产生群体智能,并为工程优化问题提供有效的解决方法。本文主要研究了Memetic算法理论及其在连续函数优化问题、有时间约束TSP问题和车间动态调度问题中的应用。首先,详细介绍了Memetic算法的产生过程和发展历史,系统阐述了算法的优化机理、算法的操作流程与算法的研究热点和难点问题,全面总结了算法在多个领域中的应用研究。其次,研究了连续函数优化问题,设计了一种基于爬山局部搜索策略的Memetic算法,并应用于连续函数优化问题。用该算法求解了Schaffer函数、De Jong函数和六峰值驼背函数等问题,求解效果明显好于遗传算法和牛顿迭代法。然后,研究了有时间约束TSP问题,设计了一种基于双重局部搜索策略的Memetic算法。该算法采用顺序交叉和随机块交换变异策略,在每次交叉和变异后均通过随机数来决定是采用贪婪倒位变异算子还是采用递归弧插入算子进行局部搜索。实例仿真表明该算法能高效解决此类问题,并具有较好的鲁棒性。最后,研究了车间动态调度问题,分析了动态调度的滚动时域特性,详细阐述了滚动窗口调度机制,提出了一种基于滚动窗口机制的Memetic算法,并成功应用于车间动态调度问题。该策略采用基于周期和事件的混合驱动机制,运用Memetic算法对每个滚动窗口工件集进行调度优化。Memetic算法采用顺序交叉算子和基于邻域搜索的新型变异算子,在交叉和变异后均采用改进的模拟退火策略进行局部搜索。针对工件延误和急件插入两类动态事件,通过对改进的Job-shop基准实例进行仿真分析,验证了该策略的可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 课题概述  9-10
  1.2 Memetic 算法及其应用综述  10-18
  1.3 本文主要工作与结构  18-20
2 Memetic 算法在连续函数优化中的应用研究  20-30
  2.1 引言  20-21
  2.2 函数优化问题概述  21-22
  2.3 Memetic 算法求解函数优化问题  22-29
  2.4 本章小结  29-30
3 Memetic 算法在有时间约束TSP 问题中的应用研究  30-40
  3.1 引言  30
  3.2 有时间约束TSP 问题描述  30-32
  3.3 Memetic 算法流程设计  32-35
  3.4 Memetic 算法求解有时间约束TSP 问题  35-39
  3.5 本章小结  39-40
4 Memetic 算法在车间动态调度中的应用研究  40-54
  4.1 引言  40-41
  4.2 动态调度问题综述  41-43
  4.3 滚动窗口优化机制  43-45
  4.4 基于Memetic 算法的动态调度策略  45-48
  4.5 实例仿真与结果分析  48-53
  4.6 本章小结  53-54
5 全文总结与展望  54-56
  5.1 全文总结  54-55
  5.2 研究展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-62
附录攻读学位期间发表学术论文目录  62

Memetic算法研究与工程应用

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