最优化理论与方法遗传算法.pptx
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1、OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research最优化理论与方法之遗传算法报告人:罗九晖OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research目录l最优化方法概述l智能算法概述l遗传算法概述OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research经典精确优化算法(数值最优化)经典精确优化算法(数值最优化)经典近似优化算法(解析最优化)经典近似优化算法(解析最优化)智能算法(仿生算法、演化算法)智能算法(仿生算法、
2、演化算法)用来处理目标函数以及约束条件有具体的解析用来处理目标函数以及约束条件有具体的解析表达式且存在导数的情况。表达式且存在导数的情况。通过以模拟物质变化过程或模拟生命体而设通过以模拟物质变化过程或模拟生命体而设计的搜索方式为基础提出的算法。计的搜索方式为基础提出的算法。通过最优解的性质建立迭代公式来求最优解。通过最优解的性质建立迭代公式来求最优解。1.最优化方法概述 数值优化算法和解析优化算法必须建立在目标函数存在导数的性质条件下进行,而在实际中碰到的很多优化问题的目标函数并不存在导数。OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms res
3、earchl最优化方法概述l智能算法概述l遗传算法概述OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research2.智能算法智能是在任意给定的环境和目标条件下,正确制定决策和实现目标的能力。智能优化算法则是将生物行为与计算机科学相结合,解决优化问题,制定最优化决策。OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research几种智能算法禁忌搜索禁忌搜索方式方式蚁群算法蚁群算法粒子群优粒子群优化算法化算法人工神经人工神经网络网络EquationofstatecalculationsbyF
4、astComputingMachinesAlgorithmsandtheOptimalAllocationofTrialsPositiveFeedbackasasearchstrategyANewoptimizerusingparticleswarmtheoryTabusearchTuringComputabilityWithNeuralNets模拟退火模拟退火模式模式遗传算法遗传算法智能智能算法算法OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research各种算法模拟的自然现象算法名称模拟过程模拟退火算法退火过程中,固体最终达到能量最小
5、的状态,对应于优化算法最终找到了最优解。禁忌搜索算法禁止重复前面的工作蚁群算法某一路径上走过的蚂蚁越多,则后来者选择该路径的概率就越大粒子群优化算法群体搜寻最优目标时,每个个体将参照当前群体中曾有的最优个体,和自身曾经达到的最优位置调整下一步的搜寻方向人工神经网络对人脑的模拟遗传算法模拟生物界自然选择和遗传机制OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research关于智能算法的几个形象比喻 为了找出地球上最高的山,一群有志气的袋鼠们开始想办法。1.兔子朝着比现在高的地方跳去。他们找到了不远处的最高山峰。但是这座山不一定是珠穆朗玛峰。这
6、就是局部搜索,它不能保证局部最优值就是全局最优值。2.袋鼠喝醉了。他随机地跳了很长时间。这期间,它可能走向高处,也可能踏入平地。但是,他渐渐清醒了并朝最高方向跳去。这就是模拟退火。3.袋鼠们知道一只袋鼠的力量是渺小的。他们互相转告着,哪里的山已经找过,并且找过的每一座山他们都留下一只袋鼠做记号。他们制定了下一步去哪里寻找的策略。这就是禁忌搜索。4.袋鼠们吃了失忆药片,并被发射到太空,然后随机落到了地球上的某些地方。他们不知道自己的使命是什么。但是,如果你过几年就杀死一部分海拔低的袋鼠,多产的袋鼠们自己就会找到珠穆朗玛峰。这就是遗传算法。OptimizationMethodsSummary of
7、 genetic algorithms researchl最优化方法概述l智能算法概述l遗传算法概述OptimizationMethodsSummary of genetic algorithms research3.遗传算法概述用“袋鼠跳”问题来粗略领略遗传算法(1)随机生成)随机生成N个个体组成一个种群。个个体组成一个种群。第一批袋鼠被随意分散在山脉上。第一批袋鼠被随意分散在山脉上。(2)完成种群中每个个体适应度的计算。)完成种群中每个个体适应度的计算。得到袋鼠的位置坐标。得到袋鼠的位置坐标。(3)对个体做适应度评价。)对个体做适应度评价。袋鼠爬得越高,越受我们喜爱,适应度越高。袋鼠爬得越
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