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全局最优解求解能力。4对函数的性态无要求,针对某一问题的遗传算法经简单修改即可适应于其他问题,或者加入特定问题的领域知识,或者与已有算法相结合,能够较好地解决一类复杂问题,因而具有较好的普适性和易扩充性。5遗传算法的基本思想简单,运行方式和实现步骤规范,便于具体使用。
f2遗传算法对问题的描述对于一个求函数最大值的优化问题(求函数最小值也雷同)一般可描述为下述数学规划,模型:
fXmaxstX∈RRU
1
式中,Xx1x2…x
T为决策变量,fX为目标函数,X∈R和RU为约束条件,U是基本空间,R是U的一个子集。集合R表示由所有满足约束条件的解所组成的一个集合,叫做可行解集合。它们的关系如图1所示。可行解基本空间U可行解集合RX
图1最优化问题的可行解及可行解集合在遗传算法中,将
维决策向量Xx1x2…x
T用
个记号Xi(i1,2,…,
)所组成的符号串X来表示:XX1X2…X
Xx1x2…x
T把每个Xi看作一个遗传基因,它的所有可能取值称为等位基因,这样,X就可看做是由
个遗传基因所组成的一个染色体。一般情况下,染色体的长度
是固定的,但对一些问题
也可以是变化的。根据不同的情况,这里的等位基因可以是一组整数,也可以是某一范围内的实数值,或者是纯粹的一个符号。最简单的等位基因是由0和1这两个整数组成的,相应的染色体就可表示为一个二进制符号串。这种编码所形成的排列形式X是个体的基因型,与它对应的X值是个体的表现型。通常个体的表现型和基因型是一一对应的,但有时也允许基因型和表现型是多对一的关系。染色体X也称为个体X,对于每个个体X,要按照一定的规则确定出其适应度。个体的适应度与其对应的个体表现型X的目标函数值相关联,X越接近于目标函数的最优点,其适应度越大;反之,其适应度越小。在遗传算法中,决策变量X组成了问题的解空间。对问题最优解的搜索是通过对染色体X的搜索过程来进行的,从而由所有的染色体X就组成了问题的搜索空间。生物的进化是以集体为主体的。与此相对应,遗传算法的运算对象是由M个个体所组成的集合,称为群体(或种群)。与生物一代一代的自然进化过程相类似,遗传算法的运算过程也是一个反复迭代的过程,第t代群体记做Pt,经过一代遗传和进化后,得到第t1代群体,它们也是由多个个体组成的集合,记做Pt1。这个群体不断地经过遗传和进化操作,并且每次都按照优胜劣汰的规则将适应度高的个体更r
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