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多目标拟态物理学优化算法解集分布性研究

作　者: 蔡巧珍
导　师: 谭瑛; 王艳
学　校: 太原科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 拟态物理学优化多目标优化拥挤距离极大极小距离分布性
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 15次
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内容摘要

无论在工程应用还是在科学研究领域，多目标优化问题都受到了广泛的关注。如何寻求一种高效的算法来达到多个目标之间的“折衷”，以得到一组最优解一直是多目标优化问题研究的重点。拟态物理学优化方法是最近提出的一种随机优化算法，它已成功地用于解决全局优化问题。本文将多目标优化问题与拟态物理学优化算法相结合，对多目标拟态物理学优化算法的解集分布性进行了研究，主要研究成果如下：1）针对解集分布均匀的多目标优化问题，综述和分析了目前多目标拟态物理学优化算法对解集分布性的维护方法。在此基础上，基于多目标拟态物理学优化算法的特性，引入非支配排序与拥挤距离机制，对标准多目标拟态物理优化算法中的质量函数进行了改进，将拥挤距离思想反映到了质量函数中。同时，对提出的算法用经典的多目标优化的测试函数进行了测试，结果表明本文提出的基于非支配排序的多目标拟态物理优化算法在解集分布性保持方面具有较好性能。2）针对解集分布非均匀的多目标优化问题的特征，先界定了本文所讨论的非均匀问题的范围，并介绍了国外学者对于非均匀问题所设计的一些测试函数。考虑到非均匀问题的特殊性，结合多目标拟态物理学优化思想，提出基于极大极小距离的多目标拟态物理学优化算法。尤其在剔除个体的过程中，选择与具有最大极大极小距离密度个体最近的个体予以删除，以保持真实解的分布性。并运用概率论的基本知识，对该算法的收敛性进行了简要的证明。在对该算法的性能进行测试时，特意选择算法的暴露程度，分布的广泛性及收敛性作为测试指标，进行了有效的测试，并与经典算法相比较，说明了该算法对于解决多目标优化问题中的非均匀问题有较好的效果。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章引言  10-23
  1.1 课题的研究背景与意义  10-12
  1.2 多目标进化算法的研究现状  12-21
    1.2.1 多目标进化算法研究的历史  13-14
    1.2.2 几种典型的多目标进化算法  14-18
    1.2.3 多目标进化算法中维护解集分布性的方法  18-21
  1.3 本文的研究内容  21-23
第二章拟态物理学优化算法介绍  23-34
  2.1 拟态物理学优化的基本概念  23-24
  2.2 多目标拟态物理学优化算法的基本框架  24-27
  2.3 多目标拟态物理学优化算法解集分布性维护方法  27-31
    2.3.1 非约束多目标拟态物理学优化算法  28-30
    2.3.2 约束多目标拟态物理学优化算法  30-31
  2.4 即存的多目标拟态物理学优化算法存在的问题  31-34
第三章均匀分布问题的解集分布性研究  34-45
  3.1 基于非支配排序的多目标拟态物理学优化算法  34-37
  3.2 测试函数与评价指标  37-38
  3.3 实验结果与分析  38-43
  3.4 结论  43-45
第四章非均匀分布问题的解集分布性研究  45-60
  4.1 解集分布非均匀问题的定义  45-46
  4.2 基于极大极小距离的多目标拟态物理学优化算法  46-60
    4.2.1 算法流程  46-49
    4.2.2 算法收敛性证明  49-51
    4.2.3 实验方案设计  51-57
    4.2.4 实验结果分析及结论  57-60
第五章总结与展望  60-63
  5.1 总结  60-61
  5.2 展望  61-63
参考文献  63-69
致谢  69-71
攻读学位期间发表的学术论文  71-73
个人简介与联系方式  73-74

多目标拟态物理学优化算法解集分布性研究

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