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基于遗传算法的混料均匀设计优化分析研究

作　者: 周建淞
导　师: 仇丽霞
学　校: 山西医科大学
专　业: 流行病与卫生统计学
关键词: 混料均匀设计遗传算法单目标优化约束条件
分类号: R195.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 82次
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内容摘要

目的:研究混料均匀设计方法的原理及应用条件,探索遗传算法对单目标混料均匀设计最优配方、配比的优化效果,以克服传统方法主观性和局部最优的不足,提高优化算法的精度,为医药学混料均匀设计的优化问题提供科学、合理的方法,拓展Geneticalgorithmplatforms软件的应用范围,提供可行的工具。方法:研究混料均匀设计的原理,合理安排试验;在混料条件约束下和其它附加条件的共同约束下,构建Scheffe多项式混料均匀设计模型;运用Geneticalgorithmplatformsv1.0软件对全局优化方法——遗传算法的优化效果进行评价,探索遗传算法对混料均匀试验配方、配比的优化效果,与数学求导和三维图、等高图结果进行比较;针对对乙酰氨基酚口腔崩解片和青藤碱脂质体膜材处方的配比问题,采用遗传算法进行约束条件下的单目标寻优,并与传统寻优方法进行比较。结果:(1)测试函数的极大值为10.136973,不在约束条件范围内,在其约束条件范围内仅有等高线上的解;遗传算法在约束条件范围内搜索的目标函数值的平均水平为10.136,变异度小,精度高,与等高图直观看到的结果是一致的,其解属于约束条件范围内等高线上的解;(2)用遗传算法求得实例1中对乙酰氨基酚口腔崩解片硬度平均水平为91.180,高于原文献中预测硬度87.3,提高了6.72%;遗传算法搜索到的各组分解的目标值也均大于任何一次试验的硬度值。若选择第13次搜索结果作为最优配方条件,其口腔崩解片硬度93.174,对应的处方配比为:乳糖占30.1%、微晶纤维素60.3%、交联羧甲纤维素钠占9.6%。(3)用遗传算法求得实例2中青藤碱脂质体膜材处方包封率平均水平为80.6%,高于原文献中预测包封率75.36%,提高了7.61%;遗传算法搜索到的各组分解的目标值均大于任何一次试验的预测包封率。在本例中预测最高包封率为81.1%,该条件下各组分配比依次为青藤碱占0.1%、豆磷脂占75.6%、胆固醇占23.9%、维生素E占0.4%。结论:经过上述研究结果说明遗传算法搜索各组分比例合理,效果良好,可用于混料均匀设计的单目标寻优,并可以指导实际应用。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-8
前言  8-14
第一章混料均匀设计方法和基本原理  14-20
  1.1 混料均匀设计方法概述  15-16
  1.2 混料均匀设计的主要步骤  16-17
  1.3 混料均匀设计的均匀性及其度量  17
  1.4 混合水平均匀设计表  17-18
  1.5 混料均匀设计表的选择原则  18
  1.6 混料均匀设计表的应用步骤  18-20
第二章混料均匀设计的模型建立  20-23
  2.1 建立模型概述  20-21
  2.2 试验设计常用的统计模型  21
  2.3 SAS软件中变量筛选的技术  21-23
第三章单目标优化的遗传算法  23-30
  3.1 遗传算法概述  23-25
  3.2 遗传算法基本步骤  25-30
第四章混料均匀设计遗传算法优化效果评价  30-35
  4.1 方法  30
  4.2 结果与分析  30-33
  4.3 小结  33-35
第五章基于遗传算法混料条件优化的探索性研究  35-42
  5.1 混料均匀设计三组分配方优化应用实例  35-38
  5.2 混料均匀设计四组分配方优化应用实例  38-41
  5.3 小结  41-42
第六章结论与讨论  42
6.1 结论  42
6.2 讨论  42-45
参考文献  45-48
综述  48-54
  参考文献  52-54
个人简介  54-55
致谢  55

基于遗传算法的混料均匀设计优化分析研究

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