《遗传算法实例参考》PPT课件
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1、遗传算法基础及应用实例湖 南 师 范 大 学数 学 与 计 算 机 科 学 学 院刘 刚 1975年 遗 传 算 法美 国J.Holland教 授 具 有 内 在 的 隐 并 行 性 和 更 好的 全 局 寻 优 能 力 ;直 接 对 结 构 对 象 进 行 操 作 , 不存 在 求 导 和 函 数 连 续 性 的 限 定采 用 概 率 化 的 寻 优 方 法 , 能自 动 获 取 和 指 导 优 化 的 搜 索空 间 , 自 适 应 地 调 整 搜 索 方向 , 不 需 要 确 定 的 规 则 。 Tt ee tfTsX 1 )(1)(其 中 : T 是 进 化 代 数 ;是 第 t代 的
2、平 均 适 应 度 函 数 ;表 示 到 T代 为 止 所 有 适 应 度 函 数 值 的 平 均 性 能 。)(tfe在 线 指 标 用 于 说 明 算 法 的 在 线 性 能 。)(sXe Tte tfTsX e1 * )(1)(其 中 )(* tf e 是 第 t代 最 好 的 个 体 的 适 应 度 函 数 值 ;)(* sXe 表 示 至 第 T代 每 次 最 好 的 适 应 度 函 数 值 的 平 均 。 离 线 指 标 用 于 说 明 算 法 的 收 敛 性 。 j)m ax( 1nj ijc 射 击 有 利 程 度 估 计 值 ( 对 每 个 定 点 测 量 后 确 定 的 )
3、p=.87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .78 .45; .87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .78 .45; .87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .78 .45; .87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .78 .45; .87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .7
4、8 .45; .87 .52 .11 .78 .72 .69 .94 .72 .36 .28 .27 .74 .24 .78 .45; .62 .87 .70 .22 .80 .42 .43 .90 .13 .95 .18 .19 .12 .61 .35; .48 .20 .42 .16 .43 .58 .69 .03 .34 .72 .15 .24 .29 .30 .75; 威 胁 程 度 评 估 值 w=.47 .97 .76 .62 .48 .77 .33 .74 .54 .65 .43 .35 .63 .66 .57; BaseV=crtbase(15,8); %创 建 初 始 矩 阵
5、Chrom=crtbp(NIND, BaseV)+ones(NIND,15); %初 始 种 群ObjV=targetalloc(Chrom); %计 算 初 始 种 群 函 数 值while FitnV=ranking(-ObjV); %分 配 适 应 度 值 SelCh=select(sus,Chrom,FitnV,GGAP); %选 择 SelCh=recombin(xovsp,SelCh,0.7); %重 组 , 交 叉 f=rep(1;8,1,15); %复 制 矩 阵 SelCh=mutbga(SelCh, f); %变 异 SelCh=fix(SelCh); %fix(2.8)=
6、2.0 ObjVSel=targetalloc(SelCh); %计 算 子 代 目 标 函 数 值 Chrom ObjV=reins(Chrom,SelCh,1,1,ObjV,ObjVSel); %重 插 入end targetalloc: 计 算 子 代 目 标 函 数 值 并 返 回 。 ObjV=targetalloc(Chrom);首 先 生 成 初 始 种 群 :chrom=crtbp(NIND, BaseV)+ones(NIND,15); recombin: 完 成 种 群 Chrom中 个 体 的 重 组 , 在 新 种 群 NewChrom中 返 回重 组 后 的 个 体 。
7、 Chrom和 NewChrom中 的 一 行 对 应 一 个 个 体 。NewChrom=recombin(REC_F, Chrom)NewChrom=recombin(REC_F, Chrom, RecOpt)NewChrom=recombin(REC_F, Chrom, RecOpt, SUBPOP) 低 级 重 组 函 数 : xovsp单 点 交 叉 。 Recdis离 散 重 组 。 算 法 说 明 : recombin检 测 输 入 参 数 的 一 致 性 并 调 用 低 级 重 组 函 数 。 如果 recombin调 用 时 具 有 多 个 种 群 , 则 对 每 个 子 种
8、 群 分 别 调 用 低 级 重 组函 数 。 举 例 : P81 mutbga: 对 实 值 种 群 OldChrom, 使 用 给 定 的 概 率 , 变 异 每 一 个 变 量 ,返 回 变 异 后 的 种 群 NewChrom。NewChrom=mutbga(OldChrom, FieldDR)NewChrom=mutbga(OldChrom, FieldDR, MutOpt)FieldDR是 一 个 矩 阵 , 包 含 每 个 变 量 的 边 界 。MutOpt是 一 个 可 选 向 量 , 具 有 两 个 参 数 的 最 大 值 。 举 例 : OldChrom=40.2381 -
9、17.1766 28.9530 15.3883; 82.0642 13.2639 13.3596 -9.0916; 52.4396 25.6410 15.2014 -2.5435FieldDR=-100 -50 -30 -20;100 50 30 20mutbag产 生 一 中 间 任 务 表 MutMx, 决 定 变 异 的 变 量 , 并 为 加 入 的 delta所 标 识 。 如 :MutMx=0 0 0 1;0 0 -1 0;0 0 -1 -1delta=0.2500 0.2500 0.2500 0.2500;0.0001 0.0001 0.0001 0.0001;0.2505 0.
10、2505 0.2505 0.2505NewChrom=mutbga(OldChrom,FieldDR,1/4 1.0) NewChrom = 40.2381 -17.1766 28.9530 15.3849 94.5657 7.0131 13.3596 -9.0916 52.4030 25.6410 15.2014 -2.5435 reins: 完 成 插 入 子 代 到 当 前 种 群 , 用 子 代 代 替 父 代 并 返 回 结 果 种 群 ,子 代 包 含 在 矩 阵 SelCh中 , 父 代 在 矩 阵 Chrom中 , Chrom和 SelCh中 每 一行 对 应 一 个 个 体
11、。Chrom=reins(Chrom, SelCh)Chrom=reins(Chrom, SelCh, SUBPOP)Chrom=reins(Chrom, SelCh, SUBPOP, InsOpt, ObjVCh)Chrom=reins(Chrom, SelCh, SUBPOP, InsOpt, ObjVCh, ObjVSel) 举 例 :ObjVCh=21;22;23;24;25;26; ObjVSel=31;32;Chrom=reins(Chrom, SelCh, 1, 1, ObjVCh); 父 代 种 群 Chrom的 目 标 值 向 量 为 ObjVCh, 子 代 SelCh目 标
12、 值 向 量 为ObjVSel, 基 于 适 应 度 插 入 所 有 子 代 代 替 最 不 适 应 的 父 代 个 体 。 即 : 用31和 32的 个 体 代 替 25和 26的 个 体 。 浓 度m g/L 钉 螺 死 亡 率 /%24h 48h 72h 96h20 25 30 20 25 30 20 25 30 20 25 3010.00 12 32 46 38 90 96 60 100 100 82 100 1005.00 10 18 38 26 80 94 32 100 100 64 100 1002.50 8 12 16 14 48 86 16 100 100 40 100 1001.25 4 12 16 10 32 76 14 26 100 40 68 1000.625 2 8 10 8 30 48 12 16 92 16 36 98 0.3125 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 浓 度 、 温 度 、 时 间 生 物 碱 杀 螺 结 果
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