Adaptive interactive genetic algorithms with individual interval fitness

It is necessary to enhance the performance of interactive genetic algorithms in order to apply them to complicated optimization problems successfully. An adaptive interactive genetic algorithm with individual interval fitness is proposed in this paper in which an indi-vidual fitness is expressed by an interval. Through analyzing the fitness, information reflecting the distribution of an evolutionary population is picked up, namely, the difference of evaluating superior individuals and the difference of evaluating a population. Based on these, the adaptive probabilities of crossover and mutation operators of an individual are presented. The algorithm proposed in this paper is applied to a fashion evolutionary design system, and the results show that it can find many satisfactory solutions per generation. The achievement of the paper provides a new approach to enhance the t~erformance of interactive genetic algorithms.     

基于代沟信息的自适应遗传算法

针对现有自适应遗传算法无法兼顾群体特性 ,难以稳定地收敛到最优解的问题 ,从种群多样性和适应度均值变化的角度 ,分析了进化停滞或退化的原因 .以种群适应度均值和多样性作为概率调整依据 ,提出了一种新的基于种群代沟信息的自适应遗传算法 .利用相邻两代群体间的适应度差异和多样性差异信息 ,设计了遗传概率的自适应调整策略 ,使算法维持较好的多样性 ,有效避免了早熟 .并证明了算法收敛性 .仿真结果表明该算法能够使种群保持良好的可进化性和收敛性 .     

一种新的自适应免疫遗传算法

 为了克服传统遗传算法收敛速度慢和容易陷入局部最优的不足,提出了一种新的自适应免疫遗传算法SIGA(Self-adaptive Immune Genetic Algorithm)。新算法对遗传算子进行改进,提出了自适应交叉和变异算子,保证了种群多样性和防止早熟现象发生;为了使免疫算子兼顾个体多样性和提高种群个体适应度的水平,提出了基于相似性矢量距离的免疫选择算法。实验表明,与传统的遗传算法和免疫算法相比,该算法收敛速度提高了3~90倍,求解精度达到10^-3,并有效地抑制了早熟现象。     

有限制自适应遗传算法在三峡水电站厂内经济运行中的应用

针对三峡水电站厂内优化运行问题,提出一种改善算法收敛性的有限制自适应遗传算法．为了保证适应度函数的非负性,采用包含解空间初始种群生成和有限制摄动变异的有限制策略．运用个体优劣和群体分散程度自适应调整的交叉和变异概率,保持种群多样性和提高收敛速度．三峡水电站厂内经济运行不同量级的26台机组负荷分配结果表明：有限制策略解决了机组空蚀振动问题且保证了适应度函数的非负性,改善了算法的收敛性;同时,根据个体优劣和群体分散程度进行参数自适应调整的策略对于求解水电站厂内经济运行来说,是一种有效可行改进方式．     

求解Job Shop调度问题的自适应遗传算法设计

针对标准遗传算法中交叉概率Pc和变异概率Pm固定不变带来的局限性,以及M.Sr-invivas自适应遗传算法的缺点,提出了根据适应值集中程度,自适应地变化整个种群的Pc和Pm的一种改进的自适应遗传算法,文中系统地介绍了算法的改进及算法的流程,并将算法应用于求解JSP问题,最后用一个典型的测试例子,对本文设计的算法的求解效果进行了测试,并对测试结果进行了分析.     

Adaptive Immune Evolutionary Algorithms Based on Immune Network Regulatory Mechanism

Based on immune network regulatory mechanism, a new adaptive immune evolutionary algorithm （AIEA） is proposed to improve the performance of genetic algorithms （GA） in this paper. AIEA adopts novel selection operation according to the stimulation level of each antibody. A memory base for good antibodies is devised simultaneously to raise the convergent rapidity of the algorithm and adaptive adjusting strategy of antibody population is used for preventing the loss of the population adversity. The experiments show AIEA has better convergence performance than standard genetic algorithm and is capable of maintaining the adversity of the population and solving function optimization problems in an efficient and reliable way.     

遗传算法参数自适应控制的新方法

根据遗传算法参数自适应控制方法的不同分类,采用基于启发式规则的参数控制方法对遗传算法的种群数进行了宏观调控和微观调控。并采用不同特点的模糊控制器分别控制交叉率和变异率,使种群数、交叉率和变异率都能够随进化的实际情况发生自动调整,形成了一种新的种群数变化的模糊自适应遗传算法。实验数据表明这种算法能够有效防止遗传算法早收敛,同时也说明对参数进行自适应控制能够使遗传算法性能大大提高。     

采用遗传算法的网络优化技术

针对树型网络的拓扑结构和数学模型,从个体编码、种群初始化、种群进化、适应度函数等方面构建基于遗传算法的网络优化方法.实验结果表明:所构建的方法进一步修正了适应度函数,增强了弱势个体被选择的概率,避免遗传算法优化过程的过早收敛问题,缩短了执行时间,取得了较佳的网络优化结果.     

求解0/1背包问题的自适应遗传退火算法

针对标准遗传算法易早熟收敛以及收敛速度慢的问题,提出一种自适应遗传退火算法用于解决高维约束优化问题.该算法采用轮盘赌和最优保存策略相结合的选择机制,并结合自适应交叉、变异概率,继而引入模拟退火算法,加快迭代后期算法的收敛速度.最后,比较了标准遗传算法和自适应遗传算法的实验结果,证明了自适应遗传退火算法在0/1背包应用中的高效性和精确性.     

Parameter Optimization of Linear Quadratic Controller Based on Genetic Algorithm

The selection of weighting matrix in design of the linear quadratic optimal controller is an important topic in the control theory. In this paper, an approach based on genetic algorithm is presented for selecting the weighting matrix for the optimal controller. Genetic algorithm is adaptive heuristic search algorithm premised on the evolutionary ideas of natural selection and genetic. In this algorithm, the fitness function is used to evaluate individuals and reproductive success varies with fitness. In the design of the linear quadratic optimal controller, the fitness function has relation to the anticipated step response of the system. Not only can the controller designed by this approach meet the demand of the performance indexes of linear quadratic controller, but also satisfy the anticipated step response of close-loop system. The method possesses a higher calculating efficiency and provides technical support for the optimal controller in engineering application. The simulation of a three-order single-input single-output (SISO) system has demonstrated the feasibility and validity of the approach.     

基于海明距离改进的自适应遗传算法

针对自适应遗传算法在复杂问题应用中前期收敛速度缓慢和容易陷入局部最优解的不足，通过引进种群迁移及增强种群个体杂交之间的海明距离对自适应遗传算法进行了改进。改进的算法提高了种群精英基因，使其能很好地保留到下一代；较好地提高了自适应遗传算法的全局搜索能力，并增强了算法收敛速度。通过仿真实验验证了本文算法的有效性。     

基于自适应混合遗传算法的装箱问题探讨

多约束条件下的三维集装箱问题是NP难题,它的求解极为困难。提出了一种自适应混合遗传算法,该算法采用直观的自然数编码机制、混合启发式规则的解码方法和改进的遗传算子。仿真结果表明,该算法在效率和精度上均优于基于空间分解的启发式搜索法等常用的进化类算法。     

基于个体强度的自适应差分多目标免疫算法

考虑到支配解可能携带有利于算法搜索到最优解的信息, 在克隆阶段选择一部分非支配解和支配解克隆以提高种群多样性和避免算法早熟收敛。在进化阶段, 先采用自适应差分进化算子交叉变异, 然后用多项式变异算子进行扰动以有效地平衡算法的全局搜索和局部搜索。基于个体强度建立外部文档储存一定数量的较好解, 并让这些较好解在每次迭代中参与进化且被更新。对10个标准测试函数进行仿真实验, 并与其他5种算法进行比较, 结果表明所提算法在收敛性和解的分布性方面均表现出明显优势。     

基于自适应并行遗传算法优化设计的有源滤波器

提出一种用于有源滤波器的改进自适应并行遗传算法设计.引入了两个自适应算子:其一根据进化过程实现交叉和变异概率的自动调节;其二通过设计随机个体集和健壮个体集,实现种群个体的多样性和保护适应度高的个体不被破坏.采用基于岛屿的交换模型实现多种群间信息交换,扩大了种群的规模和相应的搜索空间.给出了利用该方法设计四阶切比雪夫低通滤波器的设计结果,并与基本遗传算法进行了比较实验,结果表明该算法收敛速度快、精度高,有效地克服了早熟现象.为大规模有源滤波器设计提供了方法上的支持.     

一种多值编码遗传算法的缺失基因复现方法

与二值编码遗传算法相比,基因缺失问题对多值编码遗传算法的全局搜索性能影响比较大.提出一种缺失基因复现和存活的变异方法,即根据字符集中的字符在种群中的缺失作为预选变异基因集,然后对待变异个体集进行预变异;选择高适应度个体的对应变异基因和基因位,使其在原待变异个体集中扩散.将该方法应用到多重选择背包问题的遗传算法中,通过仿真实验验证了该方法的有效性.     

结构优化设计中的组合遗传算法

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数.相对差商算法局部搜索能力强,而遗传算法具有较强的全局搜索性,发挥两者的优势,提出组合遗传算法.把相对差商算法作为一个与选择、交叉、变异平行的遗传算子嵌入到改进遗传算法中,提高局部寻优能力,防止早熟收敛.通过十杆平面桁架的数值算例来验证组合遗传算法应用的可行性和有效性,组合遗传算法的优化结果也远好于标准遗传算法和改进遗传算法.     

一种新的基于小生境的自适应遗传算法

针对遗传算法在全局优化问题中容易出现早熟和收敛速度慢的问题,根据群体适应值的分布特点,启发性地提出了一种新的基于小生境的自适应遗传算法(ANGA).采用一种新的适应值计算方法,引入了一个自适应的常数Cmin,根据群体中各个个体的适应值分布情况加以启发,通过自适应调整Cmin,以适时改变群体适应值的分布,优化了各个个体被选择的概率.同时采用了小生境技术,并对交叉和变异位置引入了自适应的非均匀选择机制.采用3个典型的全局优化测试函数进行了验证,仿真试验表明该方法能够明显地改善全局寻优能力,并大大加快了收敛速度.     

并行遗传算法收敛性分析及优化

针对并行遗传算法（parallel genetic algorithms，PGA）容易出现收敛过快和陷入局部最优解的问题，综合多种不同进化策略遗传算法之所长，设计了一种混合的粗粒度并行遗传算法。该算法由多个独立的子群体组成，各个子群体并行的、独立的、按照不同的遗传进化策略进化，每隔一定的时间，在子群体之间进行最优个体的迁移，促进群体的共同进化，并抑制群体早熟。在PVM环境下，用该算法实现函数优化问题，仿真实验数据表明了其有效性．     

A new non-monotone fitness scaling for genetic algorithm

The properties of selection operators in the genetic algorithm (GA) are studied in detail. It is indicated that the selection of operations is significant for both improving the general fitness of a population and leading to the schema deceptiveness. The stochastic searching characteristics of GA are compared with those of heuristic methods. The influence of selection operators on the GA' s exploration and exploitation is discussed, and the performance of selection operators is evaluated with the premature convergence of the GA taken as an example based on One-Max function. In order to overcome the schema deceptiveness of the GA, a new type of fitness scaling, non monotone scaling, is advanced to enhance the evolutionary ability of a population. The effectiveness of the new scaling method is tested by a trap function and a needle-in-haystack (NiH) function.     

用遗传算法求解多目标0/1背包问题

扼要介绍多目标优化的Pareto最优性概念 ,研究搜索多目标 0 1背包问题Pareto最优解集的快速遗传算法 (FPGA :fastParetogeneticalgorithms) .FPGA采用种群中非支配解的层次评价可行解的适应值 ,提出了一种快速非支配解层次辨识算法 ,辨识算法仅有O(n2 )数量级的计算复杂性 ;采用基于聚类概率排挤的小生态技术维持种群多样度和Pareto最优解集的分布均匀性。对多种多目标 0 1背包问题的仿真优化实验结果表明 ,FPGA能够以有效的计算成本搜索到精度高的、分布均匀的高质量Pareto非劣解集 ,其收敛速度和收敛准确性一致地优于代表性的强度Pareto进化算法 (SPEA) .