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改善自适应遗传算法的性能分析 遗传算法matlab程序.docx

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改善自适应遗传算法的性能分析 遗传算法matlab程序.docx

上传人:读书之乐 2021/3/8 文件大小:17 KB

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文档介绍

文档介绍:改善自适应遗传算法的性能分析 遗传算法matlab程序

  摘要:遗传算法存在未成熟收敛和收敛速度慢等不足之处,传统的自适应遗传算法虽能有效提升算法的收敛速度,却难以增强算法的鲁棒性。文中提出的改善的自适应遗传算法,提升了其搜索能力,含有更加快的收敛速度和更可靠的稳定性,达成了预期的效果。关键词:遗传算法;自适应;收敛;改善;性能
  中图分类号: TP18文件标识码:A文章编号:1009-304421-5202-04
  遗传算法[1]是一个模拟生物群体进化的随机优化算法,它是由美国密歇根大学教授创建的。标准的遗传算法往往存在一定的不足之处,比如轻易出现早熟和过慢的收敛速度等不良现象。鉴于此,Srinvas等提出了自适应遗传算法[4],在GA中应用自适应调整交叉率和变异率,结果证实,这种算法在GA的收敛速度方面能够很好的改善。不过,AGA在演化早期存在停滞现象,故将自适应调整交叉率和变异率的方法用于GA以提升算法收敛速度和鲁棒性仍十分含有挑战性[6]。文件[3]提出一个改善的自适应遗传算法,在一定程度上提升算法的计算速度和收敛速度。但因为它们计算所得到的变异概率Pm及交叉概率Pc含有不良的稳定性,同时该算法对整体协作能力存在不足。
  为此,该文提出一个新的改善遗传算法,改善后的算法效果良好,在算法的收敛速度和全局搜索性能等方面全部具有良好的效果。
  公式中:?max是指群体的最大适应度;?avg是指群体的适应度平均值;?’是指杂交双方适应度大者的适应度;?是指个体的适应度;0
  这种算法能够依据每代个体适应度的改变来自适应地改变Pm和Pc,在保护最优个体的同时,加紧了较差个体的淘汰速度。该算法在一定程度上能够改进遗传算法的性能。但该算法也存在不轻易跳出局部最优解,因为该算法是以个体为单位改变Pm和Pc,缺乏对整体的协作精神。同时,因为该算法对每个个体全部要分别计算Pm和Pc,这么会影响程序的实施效率,也不利于硬件的实现。文件[3]提出的自适应遗传算法
  针对所提出的算法的缺点,文件[3]提出一个改善的自适应遗传算法。其经过判定适应度集中程度的情况,对整个群体的Pm和Pc进行自适应地改变调整,同时将群体适应度的集中程度用三个变量来衡量,即:适应度平均值、群体的最大适应度、最小适应度。文件[3]提出的算法在一定程度上能够提升算法的计算速度和收敛速度。但因为它们计算所得到的变异概率Pm及交叉概率Pc含有不良的稳定性。尤其在碰到峰值密度较高的多峰值函数时,更轻易出现得到概率较大的结果的现象。同时,该算法在一定程度上也是缺乏对算法的整体协作能力。
  整体把控能力等方面全部存在一定的不足之处。为此,本文在基于上述自适应遗传算法的基础上,提出一个新的自适应遗传算法,以改善其在上述所存在的不足。
  和进化代数相关的杂交概率的改善介绍
  杂交算子的关键目标是用来产生新个体,同时也是为了让算法具有全局搜索的能力。所以,当我们以种群中的个体来观察时,假如杂交的概率偏大,群体中的优良模式就会被破坏;而假如杂交的概率偏小时,对于新个体的产生速度又会变得缓慢。在这里能够看出,和个体适应度相关的杂交概率的算法是含有一定的优势的。当我们以种群整体进化的整个过程来观察时,杂交概率应该会一个稳定但会慢慢变小,最终会向某一个稳定值