[信息与通信]第8章 智能控制中的现代优化方法——遗传算法.pdf

第8章智能控制中的现代优化 方法——遗传算法 智能控制中的现代优化 方法_智能优化算法 智能优化算法 智能优化算法又称为现代启发式算 智能优化算法又称为现代启发式算 法，是一种具有全局优化性能、通用性 法，是一种具有全局优化性能、通用性 强、且适合于并行处理的算法。这种算 强、且适合于并行处理的算法。这种算 法一般具有严密的理论依据，而不是单 法一般具有严密的理论依据，而不是单 纯凭借专家经验，理论上可以在一定的 纯凭借专家经验，理论上可以在一定的 时间内找到最优解或近似最优解。 时间内找到最优解或近似最优解。 常用的智能优化算法 常用的智能优化算法 （1）遗传算法 （1）遗传算法 （Genetic Algorithm，简称GA ） （Genetic Algorithm，简称GA ） （2 ）模拟退火算法 （2 ）模拟退火算法 （Simulated Annealing，简称SA ） （Simulated Annealing，简称SA ） （3 ）禁忌有哪些信誉好的足球投注网站算法 （3 ）禁忌有哪些信誉好的足球投注网站算法 （Tabu Search，简称TS ） （Tabu Search，简称TS ） …… …… 智能优化算法的特点 智能优化算法的特点 它们的共同特点：都是从任一解 它们的共同特点：都是从任一解 出发，按照某种机制，以一定的概率 出发，按照某种机制，以一定的概率 在整个求解空间中探索最优解。由于 在整个求解空间中探索最优解。由于 它们可以把有哪些信誉好的足球投注网站空间扩展到整个问题 它们可以把有哪些信誉好的足球投注网站空间扩展到整个问题 空间，因而具有全局优化性能。 空间，因而具有全局优化性能。 第8章智能控制中的现代优化 方法——遗传算法 §8.1 遗传算法的基本原理 §8.2 遗传算法在模糊控制器 设计中的应用 §8.3 遗传算法在神经网络控制器 设计中的应用 §8.1 遗传算法的基本原理  遗传算法简称GA (Genetic Algorithm)，在本 质上是一种不依赖具体问题的直接有哪些信誉好的足球投注网站方法。 它是一类借鉴生物界自然选择和自然遗传机 制的随机化有哪些信誉好的足球投注网站算法，是一种全局优化算法。 遗传算法在模式识别、神经网络、图像处理、机 器学习、工业优化控制、自适应控制、生物科 学、社会科学等方面都得到应用。 在人工智能研究中，现在人们认为“遗传算法、 自适应系统、细胞自动机、混沌理论与人工智 能一样，都是对今后十年的计算技术有重大影 响的关键技术。” 遗传算法的概念最早是由Bagley J.D在 1967年提出的；而对遗传算法的理论和方法 的系统性研究则始于1975年，这一开创性工 作是由Michigan大学的J.H.Holland 进行的。 他于1975年发表了专著《自然界和人工系统 的适应性》。 8.1.1 遗传算法的基本概念 遗传算法是由进化论和遗传学机理而产生 的直接有哪些信誉好的足球投注网站优化方法，故在该算法中要用各种 进化和遗传学的概念。 （1）串（String)：是个体（Individual ） 的形式，对应于遗传学中的染色体。 （2 ）群体（Population ）：个体的集合 称为群体，串是群体的元素。 （3 ）群体大小（Population Size ）：在群 体中个体的数量称为群体的大小。 （4 ）基因（Gene ）：基因是串中的元素，用 于表示个体的特征。例如一个串S=1011，则1、 0、1、1这4个元素分别称为基因。 （5 ）基因位置（Gene Position ）：一个基因在 串中的位置称为基因位置，简称基因位。 （6 ）适应度（Fitness ）：表示某一个体对于环 境的适应程度。 8.1.2 遗传算法的基本实现 编码（产生初始种群）、适应度函数、遗传算 编码（产生初始种群）、适应度函数、遗传算 子（选择、交叉、变异）、运行参数 子（选择、交叉、变异）、运行参数 1.编码 在遗传算