求解全局優(yōu)化問題的進(jìn)化算法集成研究.pdf

1、中圖分類號(hào)UDCTPl83620碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q533求解全局優(yōu)化問題的進(jìn)化算法集成研究‘’11researchon)lutionaryalgorithmensembkforlhereseCrl0nevolmnar7ensehiestorglobalnumericaloptimizationproblems作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：昌fJ指導(dǎo)教師：牛勇永控制科學(xué)與工程進(jìn)化計(jì)算信息科學(xué)與工程學(xué)院蔡自興

2、王勇她㈡一拂一中南大學(xué)二O一四年五月求解全局優(yōu)化問題的進(jìn)化算法集成研究摘要：在科學(xué)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域，往往會(huì)遇到各種各樣的問題，而諸多問題均可歸結(jié)為優(yōu)化問題。進(jìn)化算法是一類廣泛應(yīng)用于求解優(yōu)化問題的隨機(jī)搜索方法，其在復(fù)雜問題求解和實(shí)際問題應(yīng)用方面均具有獨(dú)特的優(yōu)越性。但是，根據(jù)“沒有免費(fèi)的午餐“定理可知，不存在一種能夠有效地求解所有類型優(yōu)化問題的算法。鑒于此，國內(nèi)外學(xué)者開始嘗試將多種進(jìn)化算法進(jìn)行集成，以獲取普適性更高的多方法搜索算法。因此對(duì)

3、該問題的研究具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。不同進(jìn)化算法在搜索機(jī)制上存在顯著差異，因此不同算法之間存在天然的異質(zhì)性，從而導(dǎo)致不同算法擁有不同的性能。本文通過對(duì)CoDE和CMAES兩種算法異質(zhì)性的分析，設(shè)計(jì)了一種新的集成進(jìn)化算法：基于CoDE和CMAES的集成進(jìn)化算法，簡稱為EBCC。EBCC算法是一種多方法搜索算法，它通過將CoDE和CMA—ES兩種較為優(yōu)秀的算法集成而獲得。CoDE和CMA—ES稱為EBCC的子算法，在EBCC中，這兩種

4、子算法通過種群的信息交互相互學(xué)習(xí)和促進(jìn)，EBCC針對(duì)這兩種子算法的不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了不同的交互方式。為了更合理地利用子算法種群進(jìn)化過程中的信息，EBCC對(duì)歷史種群優(yōu)秀個(gè)體進(jìn)行了存檔，并通過多樣性保持策略來防止存檔種群中的個(gè)體過于單一，這也有效地避免了EBCC的早熟收斂。同時(shí)EBCC可以動(dòng)態(tài)識(shí)別子算法在種群進(jìn)化的不同階段搜索性能的優(yōu)劣，然后根據(jù)其優(yōu)劣性為子算法分配不同的適應(yīng)度函數(shù)評(píng)價(jià)次數(shù)，從而使得EBCC可以更加有效的利用有限的搜索資源。本

5、文采用CEC2005中提出的25個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)對(duì)當(dāng)前流行算法與EBCC的性能進(jìn)行測試，這些算法包括JADE、CLPSO和GL25。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較和分析，可以看出EBCC算法是一種更具有普適性的優(yōu)秀算法。同時(shí)本文采用該測試函數(shù)集對(duì)EBCC與其子算法CoDE和CMA—ES的性能進(jìn)行測試，試驗(yàn)結(jié)果表明EBCC不僅明顯優(yōu)于其子算法CoDE和CMAES，而且充分發(fā)揮了兩種子算法的優(yōu)勢。圖11幅，表4個(gè)，參考文獻(xiàn)55篇關(guān)鍵詞：全局優(yōu)化，集成進(jìn)