基于层次性的多值编码遗传算法进化特性分析

遗传算法的进化特性在理论上有模式定理给出分析,但是是在二值编码基础上提出的。本文以多重选择背包问题为研究对象,算法采用多值编码,从实验上分析算法的进化性能,得出遗传算法的种群在进化过程中具有一定的层次性,高层具有有序性和低层具有多样性的特征,使得算法有效进化。     

灾变合作型协同进化遗传算法及其在Job Shop调度中的应用

合作型协同进化遗传算法是多个子种群通过协作而共同进化的新型算法,常应用于多目标、大规模的优化问题。本文在合作型协同进化遗传算法的基础上,进一步模拟自然界中的灾变现象,在原先的算法中加入灾变算子,提出灾变合作型协同进化遗传算法,以防止出现不成熟收敛现象,并用经典的函数优化问题和Job Shop车间调度问题进行仿真实验,其结果验证了改进算法的优良性能.     

一种新的基于小生境模拟退火的遗传算法

针对模拟退火遗传算法中不合理替代方式以及孤立的比较机制,提出一种新的基于小生境模拟退火的遗传算法.通过温度的逐步降温,可以在进化早期增强种群多样性,而在进化末期加速算法的收敛过程,有效克服了遗传算法容易早熟、局部搜索能力差的缺点.同时算法还使用了最优保留策略替代了轮盘赌选择算子,从而有效地减少了适应度相对高的个体在种群中快速扩散的可能性.研究结果表明:与常见的模拟退火遗传算法相比,新方法能够有效提高遗传算法的收敛性能.     

基于交叉亲和度评价的多种群遗传算法

为进一步解决传统多种群遗传算法进化过程中迅速丧失种群多样性,导致的易早熟、收敛到局部最优解等问题,提出一种基于交叉亲和度评价的多种群遗传算法,采用多种群并行搜索的思想,结合模拟退火算法提高算法的搜索能力,种群之间通过交叉推优选出的交流个体,进行亲和度评价替换目标种群个体来完成交流。通过对TSP问题的求解表明,算法得到的解都接近最优解,性能优于传统多种群遗传算法。     

结合聚类模型和自适应模型的遗传算法

在进化后期,自适应遗传算法有助于保存种群中的优秀模式;但在进化初期,对适应度值大的个体的保护,易降低种群的多样性、减弱算法的搜索性能。基于聚类的遗传算法可以提高遗传算法的收敛速度和搜索性能,但交叉概率和变异概率取定值,易使优秀模式在进化后期遭到破坏,难以收敛到全局最优。在遗传算法中同时引入聚类模型和自适应模型,有利于继承两类改进型遗传算法的优点,克服各自的不足。使用经典的测试函数对引入聚类模型和自适应模型的遗传算法进行测试,仿真结果表明:同时引入聚类模型和自适应模型的遗传算法比引入聚类模型或自适应模型的遗传算法具有更好的收敛速度和寻优能力。     

基于文化遗传算法的QoS感知的服务组合

为了提高服务组合的效率,提出1种改进的基于文化遗传算法的QoS感知的服务组合方法。首先构建社会种群和信仰双层空间,然后利用接收函数从社会种群中提取种群进化学习到的知识并更新信仰空间,进而利用信仰空间来引导社会种群进化,加快算法的收敛性,提高组合效率。研究结果表明:与传统的文化遗传算法和经典的遗传算法相比,本文提出的算法收敛所需的迭代次数明显降低,执行效率和收敛速度均有所提高。     

应用小种群远缘杂交提高遗传算法的效率

为提高遗传算法的效率,将作物育种学中远缘杂交策略应用于多种群遗传算法,采用规模较小的多个种群同时进行进化,选择和变异操作在各种群内部独立完成,杂交操作在种群间完成。小种群的采用可以大大提高进化求解的速度,种群间的远缘杂交能够克服由于种群规模小、种群多样性降低导致早熟收敛的弊端,保证算法以较快的速度收敛到全局最优解。研究结果表明:该算法具有高效性。     

一种基于免疫原理的多种群 DNA 遗传算法

针对单种群遗传算法易陷入局部最优、多样性丧失快等问题,提出一种基于免疫原理的多种群DNA遗传算法。在多种群协同进化的基础上,将DNA计算思想引入到编码和遗传操作算子的设计中,通过模拟生物机体的免疫机制对遗传进化过程中个体的产生和选择过程进行自适应调控,并利用优良个体的迁移实现种群间信息交流。最后,通过函数优化实验测试算法的性能。仿真结果表明,算法在发掘全局最优个体、局部搜索能力方面表现优越。     

云模型在机器人路径规划算法中的研究

传统的遗传算法由于在进化过程中易出现早熟收敛、不能保证种群多样性的现象。本文提出了一种基于云模型的简单、有效的移动机器人避障路径规划算法,采用一维云算子进化变异,同时进化式变异和突变均利用了历史搜索结果,有效避免遗传算法的缺点。模拟数据也证明了该算法的可行性。     

改进遗传算法及其在聚类分析上的应用

本文提出的改进遗传算法通过在选择操作前对种群进行相似性检查来保持群体多样性,解决进化种群早熟问题,提出了与相似率和迭代次数相关的变异概率公式来保持种群多样性和算法收敛性,通过在UCI的WINE和IRIS两组数据集上与c-means算法的聚类实验结果比较,证明了改进遗传算法的有效性．     

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.     

面向多目标柔性作业车间调度的强化学习NSGA-II算法

针对非支配排序遗传算法 (NSGA-II, non-dominated sorting genetic algorithm II)在求解柔性作业车间多目标优化调度问题中多样性不足、易于早熟与局部收敛的缺点,提出一种基于强化学习的改进NSGA-II算法(RLNSGA-II, reinforcement learning non-dominated sorting genetic algorithm II)。为避免NSGA-II陷入局部收敛问题引入双种群进化策略,利用性别判定法将种群拆分为两个种群,并在进化过程中采用不同的交叉变异算子,增加算法的局部和全局搜索能力;为解决NSGA-II精英策略造成多样性不足的问题,融合多个多样性度量指标,利用强化学习动态优化种群迭代过程中的拆分比例参数以保持多样性,改善算法收敛性能。最后通过Kacem标准算例进行了仿真实验与性能分析,验证了RLNSGA-II的有效性与优越性。     

多约束条件下基于改进遗传算法的移动机器人路径规划

针对在多约束条件下移动机器人在路径规划中搜索效率低、收敛速度慢的缺点,提出多约束条件下基于改进遗传算法的移动机器人路径规划,充分考虑路径长度、平滑度以及困难度这3种因素的影响,通过分析多约束条件下遗传算法在初始化种群时计算方法的不足,提出利用SPS(surrounding point set)算法,通过在障碍物周围生成点来产生初始路径,以提高算法快速生成初始种群的能力;增加平滑算子和删除算子,删除相对最终路径而言不必要的点,同时使路径更加平滑;结合小生境法以保持种群多样性,避免出现算法早熟现象.仿真结果表明,改进后的算法在路径长度,路径平滑度以及路径困难度方面均有一定的优势,同时算法的收敛速度也略有提高.     

基于改进遗传算法的系统参数辨识

传统的遗传算法在解决具体优化问题时存在着收敛速度慢和容易早熟的缺点。针对系统参数辨识,提出了一种改进的遗传算法。通过合理选择复制策略、改进适应度函数计算方法,克服了早熟现象,保证了种群的多样性,避免了后期适应值接近而导致收敛速度过慢。通过该算法对典型二阶系统的传递函数进行参数求解,在信噪比较大的情况下,得到几乎无偏的估计。实验结果证明了该方法的有效性。     

基于混合遗传算法的自适应神经网络优化设计

传统遗传算法优化神经网络存在"近亲繁殖"、"早熟收敛"、收敛速度慢和容易陷入局部极小等缺点.将适应度与相应的个体数目相联系,提出一种自适应交叉变异概率,并将其用于遗传操作,使得个体具有较强的多样性,一定程度缓解种群"早熟";将单纯形法和遗传算法结合到一起,使遗传算法的搜索更具有方向性,提高遗传算法的搜索能力,加快收敛速度.仿真实验进一步证明本文提出的算法对加快收敛速度,防止"近亲繁殖",保持种群多样性比较有效.     

一种融入小生境技术的遗传禁忌算法

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,禁忌搜索强烈依赖于初始解等问题,根据遗传算法和禁忌搜索算法自身的特点,分析两者的优势和不足,提出了一种融入小生境技术的遗传禁忌算法.该算法采用融入了小生境技术的遗传算法作全局搜索,用禁忌搜索算法作局部搜索,可以加快收敛速度,同时可以抑制早熟现象,避免过早收敛到局部最优.分析和实验结果表明,该算法能很好地抑制早熟收敛,同时在计算速度和计算结果方面都有改进,是一种快速有效的优化算法.     

改进遗传算法在压缩机优化设计中的应用

对标准遗传算法进行了有益的改进,使得算法避免了早熟和陷入局部最优·采用混合编码的方法,使算法更适用于工程实际·设计的重组和筛选算子用于初始种群的形成使得初始解分布更加合理,有益于提高算法的计算效率和收敛性,在算法实现中遗传算子的选择采用了适用于二进制编码的单点交叉按位变异和适用于实数编码的算术交叉非均匀变异的混合算子,使得遗传算子能够适用于实数和二进制两种编码方式·并且尝试了将改进的遗传算法用于滑片式压缩机参数的优化,结果表明,经过改进的遗传算法有效可靠,经过优化的压缩机参数合理·     

利用基因重组策略改进遗传算法

为了克服标准遗传算法的早熟现象，提高遗传算法的全局收敛性，提出了一种基于基因重组策略的遗传算法。该算法定义了一种新的交叉算子，即移位逻辑交叉算子(包括蝶形移位交叉算子和洗牌移位交叉算子)，用它们对染色体的部分基因实现有规律的交叉重组。实验结果表明，该算法比经典的遗传算法具有更好的收敛性和稳定性。     

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.     

小生境技术对遗传算法的改进作用研究

将标准遗传算法用于最优化问题时存在早熟收敛和后期收敛速度缓慢的现象.本文扼要分析了遗传算法的运行机制,提出一种基于小生境改进遗传算法;对复杂函数的遗传优化仿真实验数据表明,改进的遗传算法不但具有良好的全局收敛可靠性,而且具有快的收敛速度.