生物地理學(xué)優(yōu)化算法的改進(jìn)研究及應(yīng)用.pdf

1、學(xué)校代碼：10406分類號(hào)：TP301.6學(xué)號(hào)：130085201001南昌航空大學(xué)南昌航空大學(xué)碩士學(xué)位論文(專業(yè)學(xué)位研究生)生物地理學(xué)優(yōu)化算法的改進(jìn)研究及應(yīng)用碩士研究生：王彥超導(dǎo)師：魯宇明教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械工程所在單位：航空制造工程學(xué)院答辯日期：2016年6月授予學(xué)位單位：南昌航空大學(xué)I摘要科學(xué)研究和實(shí)際工程應(yīng)用中的復(fù)雜尋優(yōu)問題一直備受關(guān)注，而生物地理學(xué)優(yōu)化算法為這些復(fù)雜優(yōu)化問題的解決提供了一種新的途徑。生物地理學(xué)

2、優(yōu)化算法具有機(jī)制新穎，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。然而，算法中的算子在算法進(jìn)化過程中容易導(dǎo)致種群出現(xiàn)同化現(xiàn)象，使得種群多樣性降低，從而弱化算法的探索能力。因此，需對(duì)算法相關(guān)方面進(jìn)行研究和改進(jìn)以提高算法的性能，使其滿足實(shí)際應(yīng)用中的需求。工業(yè)生產(chǎn)中，如何快速、準(zhǔn)確地計(jì)算機(jī)械零件的形位誤差已隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展受到越來越多的重視。形位誤差評(píng)定的本質(zhì)就是對(duì)一個(gè)復(fù)雜非線性函數(shù)的最優(yōu)化問題，而智能優(yōu)化算法在處理這類問題是有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。本文

3、就生物地理學(xué)優(yōu)化算法中存在的問題并在已有研究的基礎(chǔ)上做出進(jìn)一步改進(jìn)，使算法在搜索能力和收斂速度方面得到改善，并將改進(jìn)后的算法在形位誤差評(píng)定中的應(yīng)用展開一定探索。本文所做的主要工作包括：(1)首先詳細(xì)闡述了對(duì)本課題所涉及內(nèi)容的研究背景；接著對(duì)生物地理學(xué)優(yōu)化算法做了詳細(xì)介紹并將該算法與其他幾種進(jìn)化算法在基準(zhǔn)函數(shù)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，通過它們對(duì)這些函數(shù)優(yōu)化結(jié)果和表現(xiàn)的分析找出生物地理學(xué)優(yōu)化算法中存在的不足，為后續(xù)的改進(jìn)工作建立了基礎(chǔ)。(2)遷移算子

4、和變異算子作為生物地理學(xué)優(yōu)化算法的核心算子，對(duì)于算法的性能至關(guān)重要。本文在對(duì)算法的改進(jìn)中提出了二重遷移算子和二重變異算子。改進(jìn)后的算子能夠明顯提高特征信息在棲息地之間的遷移效率，確保在突變概率和進(jìn)化代數(shù)不變的情況下增加棲息地內(nèi)發(fā)生變異的機(jī)會(huì)和產(chǎn)生更好結(jié)果的概率，由此使得種群的多樣性和算法的開發(fā)能力能夠在進(jìn)化過程中得到保持和增強(qiáng)，另外引入一種懲罰函數(shù)機(jī)制用來保證被操作的個(gè)體特征信息不超出規(guī)定的取值范圍。通過基準(zhǔn)函數(shù)的數(shù)值實(shí)驗(yàn)仿真證明，改進(jìn)