遺傳演算法的收斂性分析

『壹』 智能優化演算法及其應用的目錄

第1章緒論1
1.1最優化問題及其分類1
1.1.1函數優化問題1
1.1.2組合優化問題10
1.2優化演算法及其分類12
1.3鄰域函數與局部搜索13
1.4計算復雜性與NP完全問題14
1.4.1計算復雜性的基本概念14
1.4.2P，NP，NP?C和NP?hard14
第2章模擬退火演算法17
2.1模擬退火演算法17
2.1.1物理退火過程和Metropolis准則17
2.1.2組合優化與物理退火的相似性18
2.1.3模擬退火演算法的基本思想和步驟19
2.2模擬退火演算法的馬氏鏈描述20
2.3模擬退火演算法的收斂性21
2.3.1時齊演算法的收斂性21
2.3.2非時齊演算法的收斂性26
2.3.3SA演算法漸進性能的逼近26
2.4模擬退火演算法關鍵參數和操作的設計27
2.5模擬退火演算法的改進29
2.6並行模擬退火演算法31
2.7演算法實現與應用32
2.7.1組合優化問題的求解32
2.7.2函數優化問題的求解33
第3章遺傳演算法36
3.1遺傳演算法的基本流程36
3.2模式定理和隱含並行性38
3.3遺傳演算法的馬氏鏈描述及其收斂性40
3.3.1預備知識40
3.3.2標准遺傳演算法的馬氏鏈描述41
3.3.3標准遺傳演算法的收斂性42
3.4一般可測狀態空間上遺傳演算法的收斂性44
3.4.1問題描述45
3.4.2演算法及其馬氏鏈描述45
3.4.3收斂性分析和收斂速度估計45
3.5演算法關鍵參數與操作的設計47
3.6遺傳演算法的改進50
3.7免疫遺傳演算法51
3.7.1引言51
3.7.2免疫遺傳演算法及其收斂性52
3.7.3免疫運算元的機理與構造54
3.7.4TSP問題的免疫遺傳演算法56
3.8並行遺傳演算法58
3.9演算法實現與應用59
第4章禁忌搜索演算法62
4?1禁忌搜索62
4?1?1引言62
4?1?2禁忌搜索示例63
4?1?3禁忌搜索演算法流程67
4?2禁忌搜索的收斂性68
4?3禁忌搜索的關鍵參數和操作70
4?4並行禁忌搜索演算法75
4?5禁忌搜索的實現與應用77
4?5?1基於禁忌搜索的組合優化77
4?5?2基於禁忌搜索的函數優化78
第5章神經網路與神經網路優化演算法83
5.1神經網路簡介83
5.1.1神經網路發展回顧83
5.1.2神經網路的模型84
5.2基於Hopfield反饋網路的優化策略89
5.2.1基於Hopfield模型優化的一般流程89
5.2.2基於Hopfield模型優化的缺陷90
5.2.3基於Hopfield模型優化的改進研究90
5.3動態反饋神經網路的穩定性研究94
5.3.1動態反饋網路的穩定性分析94
5.3.1.1離散對稱動態反饋網路的漸近穩定性分析95
5.3.1.2非對稱動態反饋網路的全局漸近穩定性分析99
5.3.1.3時延動態反饋網路的全局漸近穩定性分析101
5.3.2動態反饋神經網路的收斂域估計103
5.4基於混沌動態的優化研究概述105
5.4.1基於混沌神經網路的組合優化概述106
5.4.2基於混沌序列的函數優化研究概述108
5.4.3混沌優化的發展性研究109
5.5一類基於混沌神經網路的優化策略110
5.5.1ACNN模型的描述110
5.5.2ACNN模型的優化機制111
5.5.3計算機模擬研究與分析112
5.5.4模型參數對演算法性能影響的幾點結論116
第6章廣義鄰域搜索演算法及其統一結構118
6.1廣義鄰域搜索演算法118
6.2廣義鄰域搜索演算法的要素119
6.3廣義鄰域搜索演算法的統一結構120
6?4優化演算法的性能評價指標123
6?5廣義鄰域搜索演算法研究進展125
6.5.1理論研究概述125
6.5.2應用研究概述128
6.5.3發展性研究129
第7章混合優化策略130
7.1引言130
7.2基於統一結構設計混合優化策略的關鍵問題131
7.3一類GASA混合優化策略132
7.3.1GASA混合優化策略的構造出發點132
7.3.2GASA混合優化策略的流程和特點133
7.3.3GASA混合優化策略的馬氏鏈描述135
7.3.4GASA混合優化策略的收斂性136
7.3.5GASA混合優化策略的效率定性分析141
第8章混合優化策略的應用143
8.1基於模擬退火?單純形演算法的函數優化143
8.1.1單純形演算法簡介143
8.1.2SMSA混合優化策略144
8.1.3演算法操作與參數設計145
8.1.4數值模擬與分析146
8.2基於混合策略的控制器參數整定和模型參數估計研究149
8.2.1引言149
8.2.2模型參數估計和PID參數整定149
8.2.3混合策略的操作與參數設計150
8.2.4數值模擬與分析151
8.3基於混合策略的TSP優化研究154
8.3.1TSP的混合優化策略設計154
8.3.2基於典型算例的模擬研究156
8.3.3對TSP的進一步討論158
8.4基於混合策略的加工調度研究159
8.4.1基於混合策略的Job?shop優化研究159
8.4.1.1引言159
8.4.1.2JSP的析取圖描述和編碼161
8.4.1.3JSP的混合優化策略設計163
8.4.1.4基於典型算例的模擬研究166
8.4.2基於混合策略的置換Flow?shop優化研究170
8.4.2.1混合優化策略170
8.4.2.2演算法操作與參數設計172
8.4.2.3數值模擬與分析172
8.4.3基於混合策略的一類批量可變流水線調度問題的優化研究174
8.4.3.1問題描述及其性質174
8.4.3.2混合優化策略的設計175
8.4.3.3模擬結果和分析177
8.5基於混合策略的神經網路權值學習研究177
8.5.1BPSA混合學習策略178
8.5.2GASA混合學習策略178
8.5.3GATS混合學習策略179
8.5.4編碼和優化操作設計180
8.5.5模擬結果與分析180
8.6基於混合策略的神經網路結構學習研究184
8.6.1RBF網路簡介184
8.6.2RBF網路結構優化的編碼和操作設計184
8.6.3RBF網路結構的混合優化策略186
8.6.4計算機模擬與分析187
8.7基於混合策略的光學儀器設計研究189
8.7.1引言189
8.7.2模型設計190
8.7.3模擬研究和設計結果191
附錄Benchmark問題193
A：TSP Benchmark問題193
B： 置換Flow?shop Benchmark問題195
C：Job?shop Benchmark問題211
參考文獻217

『貳』 遺傳演算法有收斂性分析嗎有的話怎麼分析呢

神經網路的設計要用到遺傳演算法,遺傳演算法在神經網路中的應用主要反映在3個方面:網路的學習,網路的結構設計,網路的分析。 1.遺傳演算法在網路學習中的應用 在神經網路中,遺傳演算法可用於網路的學習。這時,它在...

『叄』 遺傳演算法與蟻群演算法融合

利用遺傳演算法的隨機搜索、快速性和全局收斂性生成問題的初始信息素分布，然後充分利用蟻群演算法的並行性、正反饋機制和高效性來解決問題。這樣，融合演算法在求解效率上優於遺傳演算法，在時間效率上優於蟻群演算法，形成了效率和時間效率較高的啟發式演算法。

『肆』 遺傳演算法的優缺點

優點：

1、遺傳演算法是以決策變數的編碼作為運算對象，可以直接對集合、序列、矩陣、樹、圖等結構對象進行操作。這樣的方式一方面有助於模擬生物的基因、染色體和遺傳進化的過程，方便遺傳操作運算元的運用。

另一方面也使得遺傳演算法具有廣泛的應用領域，如函數優化、生產調度、自動控制、圖像處理、機器學習、數據挖掘等領域。

2、遺傳演算法直接以目標函數值作為搜索信息。它僅僅使用適應度函數值來度量個體的優良程度，不涉及目標函數值求導求微分的過程。因為在現實中很多目標函數是很難求導的，甚至是不存在導數的，所以這一點也使得遺傳演算法顯示出高度的優越性。

3、遺傳演算法具有群體搜索的特性。它的搜索過程是從一個具有多個個體的初始群體P(0)開始的，一方面可以有效地避免搜索一些不必搜索的點。

另一方面由於傳統的單點搜索方法在對多峰分布的搜索空間進行搜索時很容易陷入局部某個單峰的極值點，而遺傳演算法的群體搜索特性卻可以避免這樣的問題，因而可以體現出遺傳演算法的並行化和較好的全局搜索性。

4、遺傳演算法基於概率規則，而不是確定性規則。這使得搜索更為靈活，參數對其搜索效果的影響也盡可能的小。

5、遺傳演算法具有可擴展性，易於與其他技術混合使用。以上幾點便是遺傳演算法作為優化演算法所具備的優點。

缺點：

1、遺傳演算法在進行編碼時容易出現不規范不準確的問題。

2、由於單一的遺傳演算法編碼不能全面將優化問題的約束表示出來，因此需要考慮對不可行解採用閾值，進而增加了工作量和求解時間。

3、遺傳演算法效率通常低於其他傳統的優化方法。

4、遺傳演算法容易出現過早收斂的問題。

(4)遺傳演算法的收斂性分析擴展閱讀

遺傳演算法的機理相對復雜，在Matlab中已經由封裝好的工具箱命令，通過調用就能夠十分方便的使用遺傳演算法。

函數ga：[x, fval,reason]= ga(@fitnessfun, nvars, options)x是最優解，fval是最優值，@fitnessness是目標函數，nvars是自變數個數，options是其他屬性設置。系統默認求最小值，所以在求最大值時應在寫函數文檔時加負號。

為了設置options，需要用到下面這個函數：options=gaoptimset('PropertyName1', 'PropertyValue1', 'PropertyName2', 'PropertyValue2','PropertyName3', 'PropertyValue3', ...)通過這個函數就能夠實現對部分遺傳演算法的參數的設置。

『伍』 關於MATLAB遺傳演算法的問題

不知道你這個遺傳演算法得出的結果與你已知的最小值差距多大？其實遺傳演算法作為優化演算法，得到的只是優化解，不一定是最優解，此其一，其二，基本遺傳演算法可調整的參數太多，例如選擇，交叉的方法，而這些對結果影響還是比較大的，如果你用輪盤賭方法效果不怎樣，可以選擇用其他方法試試。

最後，matlab是有遺傳工具箱的，你可以直接使用工具箱得到結果，如果你不確定你的程序有沒有寫錯的話。也可以作為一個參考。

『陸』 關於神經網路，蟻群演算法和遺傳演算法

1. 神經網路並行性和自適應性很強，應用領域很廣，在任何非線性問題中都可以應用，如控制、信息、預測等各領域都能應用。

2. 蟻群演算法最開始應用於TSP問題，獲得了成功，後來又廣泛應用於各類組合優化問題。但是該演算法理論基礎較薄弱，演算法收斂性都沒有得到證明，很多參數的設定也僅靠經驗，實際效果也一般，使用中也常常早熟。

3. 遺傳演算法是比較成熟的演算法，它的全局尋優能力很強，能夠很快地趨近較優解。主要應用於解決組合優化的NP問題。

4. 這三種演算法可以相互融合，例如GA可以優化神經網路初始權值，防止神經網路訓練陷入局部極小且加快收斂速度。蟻群演算法也可用於訓練神經網路，但一定要使用優化後的蟻群演算法，如最大-最小蟻群演算法和帶精英策略。

『柒』 遺傳演算法的優缺點

1、早熟。這是最大的缺點，即演算法對新空間的探索能力是有限的，也容易收斂到局部最優解。
2、大量計算。涉及到大量個體的計算，當問題復雜時，計算時間是個問題。
3、處理規模小。目前對於維數較高的問題，還是很難處理和優化的。
4、難於處理非線性約束。對非線性約束的處理，大部分演算法都是添加懲罰因子，這是一筆不小的開支。
5、穩定性差。因為演算法屬於隨機類演算法，需要多次運算，結果的可靠性差，不能穩定的得到解。
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『捌』 請教各位，matlab遺傳演算法運行結果分析，收斂嗎

同樓上，採取最優保存策略，也就是每次迭代的最優個體保存好，不隨便進行交叉、變異操作，即便進行這些操作，也只在產生的新個體比原個體更優秀時才替換原個體。
當然，即便這樣還會造成不收斂，即每次迭代的最有結果都一樣，不往好的方向進化，那麼這時候就要查看下選擇運算元、交叉操作、變異操作有沒有問題了。