遗传算法动态寻优
遗传算法优化问题控制参数寻优策略分析
遗传算法优化问题控制参数寻优策略分析1、引言随着科学技术的发展，优化问题的解决越来越受到重视。
遗传算法作为一种重要的优化算法，在解决复杂问题中展现出了巨大的潜力。
本文将分析遗传算法在优化问题控制参数寻优中的应用策略。
2、遗传算法概述遗传算法是一种模拟自然界生物进化过程的优化算法。
其基本思想是通过模拟自然选择、交叉和变异等过程，不断优化问题的解。
遗传算法具有全局搜索能力，适用于复杂问题的优化。
3、问题控制参数优化在实际应用中，很多复杂问题都存在着控制参数需要优化的情况。
例如，在工业生产中，控制参数的选择将直接影响产品的质量和效率。
通过遗传算法优化问题控制参数能够找到最优的参数组合，从而提升系统性能。
4、遗传算法在问题控制参数寻优中的应用策略4.1 初始种群的设计对于复杂问题的优化，初始种群的设计直接影响到算法的搜索空间和收敛速度。
一种常用的策略是通过随机生成种群，并根据实际问题设置合理的初始值范围。
另外，可以结合先验知识，将一些具有更大潜力的个体加入到初始种群中。
4.2 适应度函数的定义在遗传算法中，适应度函数决定了每个个体在选择和交叉过程中的权重。
对于问题控制参数寻优，在设计适应度函数时，需要根据具体问题制定精确的评价准则。
例如，在优化产品质量时，可以将适应度函数定义为与目标质量指标的偏差程度。
适应度函数的设计要尽可能符合实际问题需求。
4.3 选择操作的策略选择操作是指根据适应度函数对种群中的个体进行选择，以保留适应度较高的个体。
常用的选择操作策略包括轮盘赌选择、竞争选择等。
针对问题控制参数优化，可以根据适应度值的大小进行比例选择，或者设定一个阈值，只选择适应度最高的个体。
4.4 交叉操作的方式交叉操作是指通过交叉两个个体的基因信息来产生新的个体。
常见的交叉操作方式有单点交叉、多点交叉、均匀交叉等。
在问题控制参数优化中，交叉操作可以通过交换参数的值，生成新的参数组合。
可以根据问题的特点选择不同的交叉操作方式。
遗传算法入门实例：对 PID 参数寻优
遗传算法入门实例：对PID参数寻优[原创][这乌龟飙得好快啊]开始之前：假设你已经：能运用C语言，初步了解PID、遗传算法的原理。
遗传算法能干什么？（我有个毛病：每当遇到一个东东，我首先会设法知道：这个东东能干什么呢？）遗传算法可以解决非线性、难以用数学描述的复杂问题。
也许这样的陈述让你觉得很抽象，把它换成白话说就是：有个问题我不知道甚至不可能用数学的方法去推导、解算，那么也许我就可以用遗传算法来解决。
遗传算法的优点是：你不需要知道怎么去解决一个问题; 你需要知道的仅仅是，用怎么的方式对可行解进行编码，使得它能能被遗传算法机制所利用。
如果你运用过PID来控制某个系统，那你一定非常清楚：PID麻烦就在那三个参量的调整上，很多介绍PID的书上常搬一些已知数学模型的系统来做实例环节，但事实上我们面对的往往是不可能用数学模型描述的系统，这个时候该怎么取PID的参值呢？1、可以依靠经验凑试，耗时耗精力。
2、离线规划，这就是下文要做的事情3、在线规划，比方说神经网络PID（后续文章将推出，做个广告先^_^）。
一、 将PID用在本次试验中来个问题先：A VR怎样利用片上和少量的外围器件快速准确地实现D/A输出？（0~5V）1、实验电路的搭建：图１：实验原理图搭建这样的电路纯粹是为了本次实验的直观（超调、调整不足等现象通过示波器一目了然），当然，如果实际工程这么简单那也用不到PID，更用不到遗传算法了。
回归话题，解释下上面的电路：M16单片机的OC2输出0~100%占空比的PWM，经过RC，可以得到0~5V 的直流电压，这就实现了简易的Ｄ／Ａ（实际实验，发现输出电压是1.XX伏~4.XX 伏，未带负载）。
用一个图表示：这个时候如果我要输出 3.5V （可以是其它值）电压，该加怎样的ＰＷＭ呢？（有个简单的方法：标定，但是这种方法系统调整响应速度较为缓慢，理由见图５下附言）也许我们可以把这个输出电压加到Ａ／Ｄ反馈到系统，这样就形成了闭环控制：系统输出PWM ——>> PWM 转换成电压——>>A/D 采集，获得实际值与目标值的偏差（例如3.5V ）——>>将偏差进行PID 加载到PWM 输出(然后输出又影响下一次的输入……)把示波器加到测试点上，调整扫描周期，使示波器能看到完整的一个调整过程。
基于遗传算法的函数寻优算法
基于遗传算法的函数寻优算法龙源期刊⽹ /doc/198723271.html基于遗传算法的函数寻优算法作者：沈晓芳来源：《课程教育研究·上》2015年第03期【摘要】遗传算法对问题的依赖性⼩，是⼀种全局优化算法，可⽤于函数寻优。
本⽂利⽤Maflab优化⼯具箱，有效地实现了⽤遗传算法求解函数优化问题，实验结果表明该算法收敛速度快，寻优性能良好。
【关键词】遗传算法函数寻优⽬标函数【中图分类号】G64 【⽂献标识码】A 【⽂章编号】2095-3089（2015）03-0152-01遗传算法（Genetic Algorithm，GA）起始于20世纪60年代，主要由美国密执根⼤学的John Holland与同事和学⽣研究形成了较为完整的理论和⽅法，是⼀种重要的现代优化算法。
遗传算法对问题的依赖性⼩，是⼀种全局优化算法，所以在很多领域获得了⼴泛的应⽤。
遗传算法基本思想：将“优胜劣汰，适者⽣存”的⽣物进化思想引⼊优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适配值函数并通过遗传中的选择、交叉及变异对个体进⾏筛选，使适配值⾼的个体被保留下来，组成新的群体，这样周⽽复始，群体中的个体适应度不断升⾼，直到满⾜⼀定的条件。
遗传算法的⼀个重要应⽤是函数寻优，该算法对于寻优的函数基本⽆限制，既不要求函数连续，更不要求函数可微；既可以是函数解析式所表达的显函数，⼜可以是映射矩阵等隐函数，应⽤范围很⼴。
⼀、遗传算法的实现1.遗传算法的应⽤步骤（1）确定决策变量及各种约束条件，即确定出个体的表现型和问题的解空间。
（2）建⽴优化模型，即确定出⽬标函数的类型及数学描述形式或量化⽅法。
（3）确定表⽰可⾏解的染⾊体编码⽅法，即确定出个体的基因型及遗传算法的搜索空间。
（4）确定解码⽅法，即确定出由个体基因型到个体表现型的对应关系或转化⽅法。
（5）确定个体适应度的量化评价⽅法，即确定出由⽬标函数值到个体适应度函数的转换规则。
（6）设计遗传算⼦，即确定选择运算、交叉运算、变异运算等算⼦的具体操作⽅法。
遗传算法的研究与进展
遗传算法的研究与进展一、综述随着科学技术的不断发展和计算能力的持续提高，遗传算法作为一种高效的优化方法，在许多领域中得到了广泛的应用。
本文将对遗传算法的研究进展进行综述，包括基本原理、改进策略、应用领域及最新研究成果等方面的内容。
自1975年Brendo和Wolfe首次提出遗传算法以来，该算法已经发展成为一种广泛应用于求解最优化问题的通用方法。
遗传算法主要基于自然选择的生物进化机制，通过模拟生物基因的自然选择、交叉和变异过程来寻找最优解。
在过去的几十年里，众多研究者和开发者针对遗传算法的性能瓶颈和改进方向进行了深入探讨，提出了许多重要的改进策略。
本文将对这些策略进行综述，并介绍相关的理论依据、实现方法以及在具体问题中的应用。
遗传算法的核心思想是基于种群搜索策略，在一组可行解（称为种群）中通过选择、交叉和变异等遗传操作产生新的候选解，进而根据适应度函数在种群中选择优良的候选解，重复上述过程，最终收敛于最优解。
遗传算法的关键要素包括：染色体表示、适应度函数设计、遗传操作方法等。
为进一步提高遗传算法的性能，研究者们提出了一系列改进策略。
这些策略可以从以下几个方面对遗传算法进行改进：多目标优化策略：针对单点遗传算法在求解多目标优化问题时容易出现陷入局部最优解的问题，可以通过引入多目标遗传算法来求解多目标问题。
精英保留策略：为了避免遗传算法在进化过程中可能出现未成熟个体过早死亡的现象，可以采用精英保留策略来保持种群的优良特性。
基于随机邻域搜索策略：这种策略通过对当前解的随机邻域进行搜索，可以在一定程度上避免陷入局部最优解，并提高算法的全局收敛性。
遗传算法作为一种常用的优化方法，在许多领域都有广泛应用，如组合优化、约束满足问题、机器学习参数优化、路径规划等。
随着技术的发展，遗传算法在深度学习、强化学习和智能交通系统等领域取得了显著成果。
研究者们在遗传算法的设计和应用方面取得了一系列创新成果。
基于神经网络的遗传算法被用于解决非线性优化问题；基于模型的遗传算法通过建立优化问题模型来提高算法的精度和效率；一些研究还关注了遗传算法的鲁棒性和稳定性问题，提出了相应的改进措施。
人工智能中的遗传算法与粒子群优化算法比较分析
人工智能中的遗传算法与粒子群优化算法比较分析遗传算法与粒子群优化算法是两种经典的优化算法，它们都是受到自然界的启发而产生的。
在人工智能领域，这两种算法都被广泛应用于解决优化问题。
本文将对遗传算法与粒子群优化算法进行比较分析，通过对它们的原理、优缺点以及应用领域进行对比，帮助读者更好地理解它们各自的特点和适用范围。
一、遗传算法的原理与特点遗传算法是一种模拟自然界生物进化过程的优化算法。
它的基本原理是借鉴了达尔文的进化论和孟德尔的遗传学理论。
在遗传算法中，候选解被编码成一组染色体，通过选择、交叉和变异等操作来产生新的解，以逐步优化种群中的个体。
遗传算法的主要特点包括并行搜索、全局寻优和适应度函数等。
1.并行搜索：遗传算法通过维护一个种群，每一代的个体都是同时存在的，可以并行地进行搜索。
这种特点使得遗传算法适用于高维度的优化问题，具有较好的鲁棒性和全局搜索能力。
2.全局寻优：由于遗传算法的并行搜索特性，它在寻找全局最优解方面具有一定的优势。
相对于局部搜索算法，遗传算法可以更好地避免陷入局部最优解。
3.适应度函数：遗传算法通过适应度函数来评价个体的优劣，从而进行选择、交叉和变异等操作。
适应度函数可以根据具体问题的特点来设计，使得遗传算法具有较好的通用性和灵活性。
遗传算法的应用领域包括但不限于工程优化、组合优化、机器学习和神经网络等。
在实际应用中，遗传算法被广泛用于解决复杂的优化问题，取得了很好的效果。
二、粒子群优化算法的原理与特点粒子群优化算法是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法。
它的基本原理是通过模拟每个候选解在解空间中的移动轨迹，以寻找最优解。
粒子群优化算法的核心思想是借鉴了社会学和物理学的相关理论，通过更新每个粒子的速度和位置来不断调整解的质量，从而逐步收敛到最优解。
1.群体搜索：粒子群优化算法是一种群体智能算法，它通过调整每个粒子的位置和速度来实现全局搜索和局部搜索。
这种特点使得粒子群优化算法适用于多峰函数的优化问题，能够快速找到全局最优解。
最新 改进混沌遗传算法寻优敏捷供需链动态调度的几个
改进混沌遗传算法寻优敏捷供需链动态调度的几个方法本文转载《商业研究》作者简介：孔令夷（1977-），男，山东烟台人，西安邮电大学管理工程学院副教授，研究方向：敏捷制造、供应链管理、生产运营管理、计算智能、工业工程与管理。
基金项目：国家自然科学基金项目，项目编号：71102149；国家社会科学基金项目，项目编号：11CJY064；工信部通信软科学研究项目，项目编号：2013R01-2；部人文社会科学研究项目，项目编号：12YJC790084；陕西省教育厅专项科研计划资助项目，项目编号：12JK0056；西安邮电大学青年教师科研基金项目，项目编号：ZL2011-22。
知识世纪已来临，企业间竞争升级为供需链间竞争，产品制造模式和方式都发生实质性转变。
全球化及不确定性客户需求的外部市场环境，对供需链提出了敏捷性的客观要求，敏捷供需链（Agile Supply Chain，简称ASC）ASC成为全球供需链转型升级的首选捷径，以及商业界和理论界的近期研究热点。
作为新世纪供应网络的全新模式，ASC整合精益生产、并行工程等先进制造技术及理念，在高度竞合、动态多变的外部商业环境中，集成供应商、制造商、服务商、外包商、经销商等成员企业，快速实时响应外界商机和需求变化。
ASC区别于传统供应链的最大特点是基于虚拟化运作方式，快速动态调度供应链成员企业所有可用资源，包括资源组合、调整、配置及解散。
若要成功调度供需链资源，不但需要ICT技术、现代管理方法、强大的网络基础等，而且时段等瓶颈资源调度技术也是必不可缺的前提要件，即在ASC的稀缺时段资源约束下，怎样选择、组织、配置ASC资源，确定有效的进货、生产、储存、运输、销售、服务协同调度计划，以最低成本完成复杂多变的订单作业。
一、相关研究述评很多学者已展开ASC进产存运销的调度研究，成果颇丰。
在知网搜索主题为“敏捷供需链”及“调度”的2000年以来文献有83篇；在EI数据库中做同样查新，得到外文61篇；在Springer数据库中也做同样查新，得到16篇；经过比对，EI库与Springer库有5篇重复者，有效外文文献合计72篇，因此中外文相关文献共计155篇。
改进混沌遗传算法寻优敏捷供需链动态调度时段
知识 世 纪 已来 临 ，企业 间竞 争 升级 为 供 需 链
间竞争 ，产 品制 造 模 式 和市 场 营销 方 式 都 发 生 实 质性转变 。全 球化 及 不 确定 性 客 户需 求 的外 部 市 场环境 ，对供 需链 提 出 了敏 捷 性 的 客 观要 求 ，敏 捷 供需链 （ Ａ ｇ ｉ ｌ ｅ Ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ Ｃ ｈ ａ ｉ ｎ ，简称 Ａ Ｓ Ｃ）Ａ Ｓ Ｃ成
而且 时段 等瓶 颈 资源 调度 技 术也 是 必不 可 缺 的前
提要件 ，即在 Ａ Ｓ Ｃ的稀 缺 时段 资 源约 束 下 ，怎样
选择 、组 织 、配 置 Ａ Ｓ Ｃ资 源 ，确 定 有 效 的 进 货 、
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３—０ ５—１ ３
违约费 、运输 费及 加班 费 最小 化 等 多 目标 的 最 优
孔令 夷
（ 西安邮电大学 管理工程 学院，西安 ７ １ ０ ０ ６ １ ）
摘 要 ：本 文 面 向敏 捷 供 需 链 动 态调 度 时 段 优 选 方 案 设 计 ，构 建 以 最 低 总成 本 为 目标 的 动 态 调 度
模型 ；基 于传统遗传 算法的常见缺 陷以及启 发 式算 法 的局 限性 ，提 出面 向敏捷 供 需链 时段 资 源 动 态调 度全局 寻优 的改进混沌 遗传 算法 。首先 设计 分 节式 编码 ，再利 用 随机 法 与贪心 法产 生更
优 良初 始 种群 ，提 高 染 色体 可 行 性 及 遗 传 效 果 ； 选 用 优 先 保 留 交 叉 以及 贪 心 机 制 下 的 目标 导 向 变异 ，确保 优 良基 因 继 承 ，改 善 遗 传 操 作 ； 实 施 局 部 邻 域 搜 索 以 及 混 沌 搜 索 以 加 快 收 敛 ；提 出
基于改进遗传算法的配电网动态无功优化
明本 文方法在 全局收 敛性 以及 克服 早 熟等 方面具有 优势．
关键 词 ： 电力 系统 ； 配电 网； 功优化 ； 无 遗传 算 法 ； 沌 混
中 图分 类 号 ： ＴＭ７ ４ ４ 文 献标识 码 ： Ａ
Ｄｙ ｍｉ ａ ｔｖ ｗｅ ｔｍ ｉａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒ Ｄｉｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｎａ ｃ Ｒｅ ｃ ｉ ｅ Ｐｏ ｒＯｐ ｉ ｚ ｔｏ ｔ ｏ ｏ ｓ ｒｂ ｔｏ Ｎ ｅ ｗｏ ｋ Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｐｒ ｖ ｄ Ｇｅ ｅ ｉ ｇ ｒｔ ｍ ｔ ｒ ｓ ｄ ｏ ｍ ｏ ｅ ｎ ｔｃ Ａｌ ｏ ｉｈ
摘 要 ： 综合 混沌 变异 的泛化 能力和 邻域搜 索的局 部寻优 能 力 ， 实现 配 电 网动 态无功优
化 问题 的快 速 求解． 用混沌神 经元 的输入 输 出特 性建 立 变异 算 子 与种 群 多样 性 测度 的 自 利
适应 关 系， 实现种群 多样 性的 动 态调 节 ， 出基 于优 秀个体 特征 信 息 的邻 域搜 索 ， 提 实现局 部 寻优． 编码 过程 中， 在 结合 配 电 网动 态无功优 化 的特点提 出一 种 由投 运组 数和投 运 时间构成 的两段 式 整数 编 码 方式 ， 短 了染 色体 长 度 、 除 了不 可行 码．Ｅ Ｅ ９配 电 网算例 结 果表 缩 消 ＩＥ ６
第 ３ ７卷 第 ３期
２ １ 年 Ｏ 然 科 学 版 ）
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３ 月
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动态多目标优化算法
动态多目标优化算法动态多目标优化算法是一种用于解决具有多个决策目标和不断变化的环境条件的问题的方法。
在此算法中，问题的目标可以是不相关的、冲突的或可协调的。
相比于传统的多目标优化算法，动态多目标优化算法需要能够适应环境变化，并在每个时刻生成适应性的解集。
在动态多目标优化算法中，有两个主要概念：动态环境和动态优化。
动态环境指的是随着时间的推移，目标函数的权重、目标的重要性或问题的约束会发生变化。
动态优化则是指在不断变化的环境中寻找最优解集的过程。
以下将介绍几种常用的动态多目标优化算法。
1.遗传算法：遗传算法是一种基于自然选择和遗传机制的优化算法。
在动态环境中，遗传算法可以通过动态更新选择和交叉算子，以及引入新的个体来适应环境的变化。
这样可以保持优良解的多样性，并适应环境的演化。
2.遗传编程：遗传编程是一种将问题表示为程序的遗传算法。
在动态多目标优化问题中，可以通过修改遗传编程中的算子来适应环境的变化。
例如，可以通过增加交叉算子的变异概率或引入新的函数来增加个体的多样性。
3.蚁群算法：蚁群算法是一种模拟蚂蚁觅食行为的优化算法。
在动态多目标优化问题中，可以通过调整蚂蚁的搜寻策略来适应环境的变化。
例如，可以使蚂蚁更加关注已经找到的优秀解，或者增加蚂蚁的局部能力。
4.粒子群优化算法：粒子群优化算法是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法。
在动态多目标优化问题中，可以通过调整粒子的速度和位置更新策略来适应环境的变化。
例如，可以使粒子根据其适应度值的变化动态调整速度和位置。
5.人工免疫系统算法：人工免疫系统算法是一种模拟免疫系统抵御病毒入侵的优化算法。
在动态多目标优化问题中，可以通过调整人工免疫系统的克隆和选择机制来适应环境的变化。
例如，可以根据目标值的变化动态调整克隆和选择的比例。
这些算法在动态多目标优化问题中都具有一些优点和限制。
例如，遗传算法具有较好的全局能力，但可能产生过多的冗余解；而蚁群算法适用于离散问题，但对于连续问题可能存在缺陷。
遗传算法
缺点：该算法只是对每个落点进行单独的考虑，没有反应不同组 合所产生的共同效果，所以只是近似的算法，不能获得最优的结果。 基于单个的优化不能保证在整体情况下能获得最大值。 如果对所有的可能方案进行评价，找到最佳方案。例如在N*N的
栅格空间中确定n个 目标的最佳位置，则所要对比的组合高达
2.遗传算法和GIS结合解决空间优化问题
所谓交叉运算，是指对两个相互配对的染色体依据
交叉概率 Pc 按某种方式相互交换其部分基因，从而形 成两个新的个体。
交叉前： 00000|011100000000|10000 11100|000001111110|00101 交叉后： 00000|000001111110|10000 11100|011100000000|00101 染色体交叉是以一定的概率发生的，这个概率记为Pc
行一点或多点交叉的操作，但这样很容易产生断路或环路。针对路径 的具体需要,这里采用只允许在除首、尾结点之外的第一个重复结点位
置交叉且只进行一点交叉的操作方式。例如:设从起始结点1到目标结
点9的一对父代个体分别是G1和G2,分别如下表示: G1(1,3,5,6,7,8,9)
G2(1,2,4,5,8,9)
是一种有效的解最优化问题的方法。 其基本思想是:首先随机产生种群,对种群中的被选中染色体进行交
叉或变异运算生成后代,根据适值选择部分后代,淘汰部分后代,但种群
大小不变。经过若干代遗传之后,算法收敛于最好的染色体,可能是问题 的最优解或次优解。
适应度函数
遗传算法对一个个体（解）的好坏用适应度函数
值来评价，适应度函数值越大，解的质量越好。适应 度函数是遗传算法进化过程的驱动力，也是进行自然
篇论文。此后Holland教授指导学生完成了多篇有关遗传算法研究的论
基于遗传算法寻优的PID控制与仿真
基于遗传算法寻优的PID控制与仿真
秦国经;任庆昌
【期刊名称】《中国西部科技》
【年(卷),期】2011(10)11
【摘要】目的:本文中介绍了遗传算法和基于遗传算法寻优的PID控制设计.方法:采用误差绝对值时间积分性能指标作为参数选择的最小目标函数,利用遗传算法的全局搜索能力,使得在无须先验知识的情况下实现对全局最优解的寻优.结果:并将结果与常规的PID控制方式进行比较,通过MATLAB仿真结果表明.结论:根据遗传算法寻优设计的PID控制器具有较好的动态品质和稳态精度.
【总页数】3页(P12-13,9)
【作者】秦国经;任庆昌
【作者单位】西安建筑科技大学,陕西西安710055;西安建筑科技大学,陕西西安710055
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于遗传算法寻优的PID控制及MATLAB仿真
2.基于遗传算法的锅炉水温PID 控制寻优
3.基于混合遗传算法的转台PID控制寻优
4.基于非线性模型和遗传算法寻优的无人艇航向PID控制研究
5.基于混合遗传算法的航空发动机PID控制参数寻优
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遗传算法参数的动态优化方案
遗传算法参数的动态优化方案遗传算法是一种基于自然选择和遗传学原理的优化算法，它通过不断进化，逐步优化变量组合，得到最优解。
然而，遗传算法的性能和效果受到诸多参数的影响，而如何选择恰当的参数，以进一步提高遗传算法的性能和效果，成为研究者关注的问题之一。
因此，本文将探讨一种动态优化遗传算法参数的方案。
一、遗传算法参数的分类遗传算法中，常用的参数包括种群大小、交叉率、变异率等。
其中，种群大小是指每一代中所包含的个体数量，交叉率是指个体之间进行交叉的概率，变异率则表示每个变量在进化过程中突变的概率。
二、动态优化遗传算法参数方案1. 模型选择首先，需要确定一个代价函数（或目标函数），该函数将用于评估遗传算法的性能和效果。
对于复杂的问题，一般选择替代模型，如支持向量回归模型、决策树模型等。
然后，针对模型参数，设计基于遗传算法的优化策略。
2. 参数初始化在遗传算法启动之前，为遗传算法参数设置初值，并通过几十代的进化来寻找最优解。
一般来说，种群大小可以设为50到100左右，交叉率可以设为0.8到0.9，变异率可以设为0.005到0.01。
然后，将初值作为代价函数或目标函数的输入，以检验初值选择是否合理。
3. 优化策略基于上述的初值，开始进行动态优化遗传算法参数。
具体而言，在每次进化时，根据当前进化代数和遗传算法性能的变化情况，实时调整遗传算法参数。
如在前几代时，可以采用较小的交叉率和变异率，以保持种群多样性。
当进化代数较大时，应考虑加大交叉率和变异率，以加速收敛并求得最优解。
4. 优化终止当遗传算法达到预定的停止条件时，不再进行进化。
一般而言，停止条件包括代数足够、收敛到最优解等。
此时，通过对遗传算法参数的调整，得到优化后的遗传算法模型参数，以获取进一步的性能提升。
三、优化效果分析本方案将基于实验数据来验证其优化效果。
取50个连续函数优化问题和10个离散函数优化问题，分别采用传统的遗传算法（未设置动态优化参数）和本文所提出的动态优化方案进行比较。
遗传算法是元启发式算法
遗传算法是元启发式算法遗传算法是元启发式算法，它模拟了生物进化的过程，利用自然选择、交配、变异等操作，不断优化算法的适应度。
本文将从以下几个方面，详细阐述遗传算法的元启发式特征。
一、采用自然选择的策略遗传算法的选择操作采用的是自然选择的策略，根据适应度大小来决定个体的生存能力。
在一个种群中，适应度高的个体会有更大的概率被选择，同时也会具有更大的“生育能力”，即它所包含的染色体片段（遗传信息）能够被更多的后代所继承。
这种自然选择的策略，保证了优秀个体的遗传信息得以保存和传递，同时也促进了优秀种群的逐渐形成。
二、引入交配操作实现信息交流遗传算法的交配操作通过选择两个个体的某些染色体片段，互相交换这些片段的位置，以达到信息交流的目的。
交配操作能够让子代得到父母双方的遗传信息，同时也让不同个体之间的信息进行混合和优化，促进了群体的多样性和适应性。
三、利用变异操作增加搜索空间遗传算法的变异操作是用来增加个体之间的差异性的。
变异操作通过对个体染色体的某些片段进行突变，生成和父代个体差异较大的后代。
变异操作的存在增加了搜索空间，避免了算法陷入局部最优解。
同时，变异操作也有助于探寻全局最优解。
四、迭代搜索实现寻优遗传算法是基于群体式智能的算法，在搜索过程中，随着迭代次数的增加，不断地更新群体中的个体，从而实现不断的寻优。
每一次迭代都相当于一个新的“进化代”，种群在新的“进化代”中重新开始寻优、筛选和交配，从而不断靠近最优解。
五、具有自适应性在遗传算法中，因为每个染色体代表了一种解决方案，因此种群中的多样性和适应度都反映了算法的性能。
遗传算法具有自适应性，能够动态地调整种群大小、变异概率、交配概率等参数，以适应问题的特征，实现更好的优化效果。
综上所述，遗传算法是一种基于群体智能的元启发式算法。
它模拟了自然进化的过程，采用自然选择、交配、变异等策略，通过迭代搜索达到优化目的。
同时具有自适应性，能够针对不同问题进行微调，保证算法具有较好的性能和可靠性。
基于遗传算法的动态路径规划研究
基于遗传算法的动态路径规划研究动态路径规划是指在车辆或机器人行驶过程中，根据当前路况和未来预测，动态更新最优路径规划。
传统路径规划的方法很多，其中以Dijkstra算法和A*算法最为常见。
然而，这些算法是基于静态地图进行路径规划的，对于实时变化的道路状况和环境信息并不能很好地处理。
因此，研究动态路径规划算法成为了实现智能化车辆和机器人的重要路径。
随着遗传算法的发展，基于遗传算法的动态路径规划逐渐成为广泛研究的领域。
与传统的路径规划算法相比，基于遗传算法的路径规划具有更好的处理能力，能够更好地适应各种情况的变化。
一、遗传算法概述遗传算法是一种模拟自然选择和自然遗传机制的计算方法。
该算法通过随机生成初始解集，然后通过优胜劣汰的机制筛选出优秀的个体，不断进行交叉和变异实现解的逐步优化。
遗传算法主要包括如下步骤：1. 初始化种群：初始化一组随机生成的解作为种群的起始点。
2. 适应度评价：根据适应度函数对种群中的解进行评价，选择优秀的解进行进一步处理。
3. 选择操作：选择适应度高的个体进行交叉繁殖，不断产生新的解。
4. 交叉操作：随机两个个体进行染色体交叉，产生新的后代染色体。
5. 变异操作：在个体的染色体上进行变异操作，产生更多不同的解。
6. 结束条件判断：当达到一定的条件时（例如迭代次数达到一定值或者达到优秀解等），迭代结束。
遗传算法的特点是：不需要事先定义约束条件，自适应性强且搜索范围广。
二、基于遗传算法的动态路径规划研究A*算法和Dijkstra算法等传统路径规划算法可以处理静态地图的路径规划，但对于动态环境下的路径规划效果较差。
因此，基于遗传算法进行动态路径规划研究成为一项热点研究。
1. 动态地图建立建立动态地图是进行动态路径规划的第一步。
动态地图可以将当前地图场景实时更新，将车辆或机器人当前位置、速度、加速度、位置等信息加入地图中，实时反映道路的状态和环境的变化，实现更精准的路径规划。
2. 地图匹配地图匹配是指将车辆或机器人位置点映射到地图上，并实时更新道路的状态。
全局优化问题的几类新算法
全局优化问题的几类新算法全局优化问题的几类新算法全局优化问题是指在给定约束条件下，寻找最优解的问题，涉及到多个变量和多个约束条件。
这类问题在实际中很常见，比如最小化成本、最大化利润等。
而解决全局优化问题的算法有很多种，本文将介绍几种新的算法。
1. 遗传算法遗传算法是一种模拟自然进化的算法，通过模拟自然界中基因的选择、交叉和变异等过程，来寻找全局最优解。
遗传算法首先生成一组随机解，并根据适应度函数评估每个解的优劣程度。
然后，根据选择、交叉和变异等操作对解进行优化，逐步迭代，最终找到全局最优解。
不同于传统的优化算法，遗传算法具有全局寻优的特点，不容易陷入局部最优解。
2. 蚁群算法蚁群算法是受到蚁群觅食行为的启发而提出的一种算法。
蚁群算法通过模拟蚂蚁寻找食物的行为，来寻找全局最优解。
在蚁群算法中，每只蚂蚁都会留下信息素，其他蚂蚁通过检测信息素的量来选择路径。
路径上的信息素浓度随着蚂蚁经过而增加，从而使其他蚂蚁更可能选择这条路径。
通过不断迭代，蚁群算法能够找到全局最优解。
3. 粒子群算法粒子群算法是受到鸟群觅食行为的启发而提出的一种算法。
粒子群算法通过模拟鸟群中每只鸟根据个体经验和群体经验来调整自己的位置和速度，从而找到全局最优解。
在粒子群算法中，每个粒子代表一个可能的解，每个粒子会根据自己的位置和速度来更新自己的解，并通过比较当前解与历史最优解来调整自己的位置和速度。
通过不断迭代，粒子群算法能够找到全局最优解。
4. 模拟退火算法模拟退火算法受到固体退火原理的启发而提出的一种全局优化算法。
模拟退火算法通过类似于金属退火的过程，从高温状态逐渐降温，来寻找全局最优解。
在模拟退火算法中，会引入一个接受准则，用于决定是否接受新解。
在高温阶段，接受准则较为宽松，能够接受比当前解要差的解，这样可以更好地摆脱局部最优解。
随着温度的降低，接受准则逐渐变严格，直到得到全局最优解。
5. 其他优化算法除了上述几种新的优化算法外，还有一些其他的优化算法也具有一定的应用价值。
基于遗传算法PID控制寻优实现(有代码超详细)
基于遗传优化算法对离散PID控制器参数的优化设计摘要PID控制作为一种经典的控制方法，从诞生至今，历经数十年的发展和完善，因其优越的控制性能业已成为过程控制领域最为广泛的控制方法；PID控制器具有结构简单、适应性强、不依赖于被控对象的精确模型、鲁棒性较强等优点，其控制性能直接关系到生产过程的平稳高效运行，因此对PID控制器设计和参数整定问题的研究不但具有理论价值更具有很大的实践意义，遗传算法是一种借鉴生物界自然选择和自然遗传学机理上的迭代自适应概率性搜索算法。
本论文主要应用遗传算法对PID调节器参数进行优化。
关键词：遗传优化算法PID控制器参数优化1.前言PID调节器是最早发展起来的控制策略之一，因为它所涉及的设计算法和控制结构都是简单的，并且十分适用于工程应用背景，此外PID控制方案并不要求精确的受控对象的数学模型，且采用PID控制的控制效果一般是比较令人满意的，所以在工业实际应用中，PID调节器是应用最为广泛的一种控制策略，也是历史最久、生命力最强的基本控制方式。
调查结果表明: 在当今使用的控制方式中，PID型占84. 5% ，优化PID型占68%，现代控制型占有15%，手动控制型66%，人工智能(AI)型占0.6% 。
如果把PID型和优化PID型二者加起来，则占90% 以上，这说明PID控制方式占绝大多数，如果把手动控制型再与上述两种加在一起，则占97.5% ，这说明古典控制占绝大多数。
就连科学技术高度发达的日本，PID控制的使用率也高达84.5%。
这是由于理论分析及实际运行经验已经证明了PID调节器对于相当多的工业过程能够起到较为满足的控制效果。
它结构简单、适用面广、鲁棒性强、参数易于调整、在实际中容易被理解和实现、在长期应用中己积累了丰富的经验。
特别在工业过程中，由于控制对象的精确数学模型难以建立，系统的参数又经常发生变化，运用现代控制理论分析综合要耗费很大的代价进行模型辨识，但往往不能达到预期的效果，所以不论常规调节仪表还是数字智能仪表都广泛采用这种调节方式。
智能优化算法——遗传算法
对于k3，k4由于此时f′< F或 f < F，即个体拟合度小于平均拟合度， 说明个体特性差，因此增大Pc和Pm，易使差的个体破坏的可能性增 大，因此，k3,k4的值应大一些，而k1,k2可依据实际情况而定
2 多种群进化
将原种群按特性划分为几个子种群，每个子种群有各自的特点具有 不同的Pc和Pm，不同的种群规模，具有不同的进化策略和算子，个体 的特性分布也不同。这样通过不同子种群之间的进化，可以选取和保 留每个种群的优秀个体，避免单种群进化产生的过早收敛现象，同时 又可以保持优秀个体的进化稳定性。另外为了使每个种群进化的灵活 性，在Pc和Pm的设置时，不再像以前那样将它们设为常值，而是根据 种属的实际情况，使其自动调整参数值。
遗传算法（GA）
遗传算法（Genetic Algorithm）是模拟达尔文生物进化论的自然选择 和遗传学机理的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜 索最优解的方法，是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存，优胜劣汰遗传 机制）演化而来的随机化搜索方法。它是由美国的J.Holland教授1975年首 先提出，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性 的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方 法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确 定的规则。
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1 自适应参数调整
遗传算法的研究与优化
遗传算法的研究与优化遗传算法是一种生物学启发式算法，它源自自然进化的基本原理，主要应用于寻找优化问题的解决方案。
在过去的几十年中，遗传算法已经得到广泛应用，并且展现出很高的效果。
本文将介绍遗传算法及其研究与优化。
1. 遗传算法的基本原理遗传算法主要源自自然进化的基本原理，包括选择、交叉和变异。
在遗传算法中，每个问题解决方案表示为一个基因组，其中的基因代表问题的特定部分。
这些基因在交叉和变异操作中被操作，从而创建新的解决方案。
在遗传算法的执行中，首先生成一个随机的种群，每个个体都是一个基因组。
接下来，基于适应度函数对每个个体进行评估。
适应度函数通常是一个应用于基因组的目标函数。
然后，依据评估结果，遗传算法选择最好的个体，也就是最能解决问题的个体。
最后，执行交叉和变异操作，生成新的解决方案。
遗传算法已经被广泛应用于许多领域，例如物理优化、生产设计、机器学习等等。
它们都可以视为一个优化问题，需要在复杂解空间中寻找最优解决方案。
以下是一些遗传算法的应用案例：- 动态调度问题动态调度是一种常见的优化问题，即如何更好地分配资源和工作。
在这种情况下，遗传算法被用于生成更好的调度程序，以最大化系统效率。
- 机器学习遗传算法被广泛用于机器学习问题，例如遗传算法训练神经网络和进行特征选择。
这些方法采用了遗传算法的选择、交叉和变异原理，利用人工选择不可行的解，通过交叉和变异创建新的解。
遗传算法可以用于生产机器人方案的优化。
生产机器人需要执行高度复杂的任务，在高维空间中找到最佳的解决方案，需要大量的计算和耗费时间等各种限制因素。
遗传算法虽然能够寻找出许多可行解，但它们不一定是最佳解。
可能存在多个局部最优解，例如遗传算法可能存在种群群体贪婪的选择倾向。
因此，遗传算法需要进行进一步调整和改进来提高其性能和效率。
- 交叉算子的改进简单的遗传算法交叉算法不能保障最优的结果，有时会压缩搜索空间。
因此，改进遗传算法的交叉算子是一种改进方法，特别是基于不同的交叉算子设计。
基于遗传算法分阶段快速寻优
基于遗传算法分阶段快速寻优第25卷VO1.25第8期NO.8计算机工程与设计C0MPUTERENG1NEER1NGANDDESIGN2004年8月Aug.2004文章编号:1000.7024(2004)08.1261.03中图分类号:TP301.6基于遗传算法分阶段快速寻优陈晓龙,钟碧良(1.茂名学院计算机系,广东茂名525000;2.广州航海专科学校,广东广州510725) 文献标识码:A摘要:该算法充分利用算法前期搜索的有用信息训练出淘汰模式和优秀模式.交叉产生的新群体与上一代群体竞争后进入下一代.有淘汰模式指导变异提高变异能力.根据优秀模式缩短解空间,提高搜索精度和放大适应度值比例进行快速收敛寻优.仿真试验表明,收敛速度和最优解精度都有大幅度提高.关键词:优秀模式;遗传算法;精度;收敛RapidmultistageoptimizationforgeneticalgorithmCHENXiao?long,ZHONGBi?liang(1.DepartmentofComputerScienceandTechnology,MaomingCollege,Maoming525000, China;2.DepartmentofComputer,GuangzhouMaritimeCollege,Guangzhou510725,Chian)Abstract:Thebadschemeandexcellentschemewiththeprophaseusefulinformationsearche dbyGAareconcluded.Thenewpopulationofcrossovercompeteswiththeoldpopulation.Thebadschemeimprovesthemutatingability. Theexcellentschemesho~ensthesolutionspace,increasesthesearchingprecisionandzoomsoutthefunctionfitnessvalueandpicksupt heconvergenceandsearchestheexcellentsolution.AfunctionoptimizationproblemispresentedwiththeMATLABlanguagetodemo nstratethattheconvergencevelocityand solutionprecisionareimprovedwidely~Keywords:excellentscheme;geneticalgorithm;precision;convergence1引言2寻找优秀模式算法标准遗传算法是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰生物进化过程的计算模型,是一种自适应很强的全局意义上的搜索方法.当GA应用于解决一些复杂问题时,具有较强的鲁棒性和通用优化能力,但面对大规模的,复杂的,精度要求高的问题时,常陷入局部最优,并且小规模的种群和大规模的搜索空间的矛盾严重制约GA的搜索效率….自遗传算法出现以来,提出了很多新方法用来解决遗传算法的早熟收敛问题,如用多种方法选择初始种群,选择,交叉,变异操作的多种改进方法等,但这些方法都没有对算法前期搜索的信息充分利用,耗费大量资源重复搜索.大量仿真试验表明,遗传算法总能在早期快速接近最优解的90%左右,随后要达到真正的最优解则需要很长的搜索时间,收敛速度迅速减慢.为此,本文提出了一种新的两阶段寻优算法.算法的开始阶段重点在于寻找较优种群应具有的模式,根据所获得的模式,缩小最优解的范围.第2阶段可进一步提高算法的搜索精度,放大适应度比例,使得选择压力变大,从而加快算法的收敛速度.针对优化问题max{f(x)[x∈S},以f【x)作为适应值度量,X用长度为L的二进制串,S为优化问题解空间S={0,l}.现给出以下定义:定义l假设X:(X.,x,….x)为当前种群,其中Xi:(Xx….X)(i=l,2…n)为第i个染色体,X为第i个染色体的第k个基因.定义当前种群构成nxL个元素的矩阵.定义2d(x):∑X(i=l…n)表式n个个体在基因位k上的总和.P(xO=d(xO/n表示在k位上为l或0的概率.如果其概率大于某个阈值,认为其值为l,小于某个阈值则为0.定义3将每代种群按适应值排降序,取前(nxpx%)个体为优秀群体,定义其总个数为CX.取后(nxpb%)个体为淘汰群体,淘汰群体开始可大一点,后来将越来越小甚至取为0,总个数CT.定义4可信度CID(X)=(e.e)/(ee)(x>0),(x为参与统计的染色体个数/40)x越大,可信度越接近l,当其可信度大于某一阈值(本文假设0.6)时,可参与指导种群进化.定义5染色体用字符串表示时,将对生成优秀解有贡献的字符串的集合模型化称为优秀模式,记为H.模式中从基金项目:广东省教育厅自然科学基金项目(200274).收稿日期:2004.02.09;修订日期:2004.03.11.作者简介:陈晓龙(1971.),男,福建南平人,讲师,硕士研究生,研究方向为智能控制,进化算法等;钟碧良(1963.),男,广东惠州人,教授,博士研究生,研究方向为多智能系统,机器人足球系统和智能控制等.一l26l一高位算起确定常数的个数称为该模式的阶0(H).如染色体串长度为5位时,模式10¨1(表示未确定基因)表示与10001(模式中最小值)100111010110111(最大)相匹配,0(H)-2,表示未确定基因….定义6种群最大适应值为fmax,平均适应值为favg,种群的选择压力SP=fmax—fave【4】.2.1二进制算法描述(1)确定该阶段遗传算法的主要参数:L(解个体的二进制编码长度,编码和解码可参阅文献[5】),n(每代群体规模), Pc(交叉概率)Pm(变异概率)G(收敛条件,如选择压力已很小或制定进化代数)(2)为保证解空间多样性,采用均匀分布法产生初始种群.(3)将种群按适应值大小排序,取出该代种群中的优秀个体和淘汰群体进行好,坏模式的学习,为了让优秀的解的信息不消失,pxpb的值开始时可取较小(2O左右),随着进化代数增加,选择压力变小而逐渐变大.累加出CX,CT.根据选出来的优秀群体,淘汰群体及定义2计算出其每个基因位的dx(x0,px(xO=dx(xO/CX和dt(x),pt(xO=dt(x0/ct(k=l…L),若px(x~)的值大于0(可假设为0,9),说明该基因位为1的可能行很大,优秀模式中将该位基因置为1,若其值在0和芎(可假设为01)之间,则该基因位为0的可能行很大,优秀模式中将该位基因置为0.其余基因位设置为不确定模式.同理可求出其淘汰模式.由Cx,ct和定义4计算出优秀模式和淘汰模式的可信度,指导交叉和变异操作.再用车轮赌法和最优保留法"相结合选出参与繁殖到下一代父辈种群.(4)从父辈种群中选出参与交配的个体x,Y,计算其欧氏距离D=(∑(Xi—Yi))"(i=卜一n),x.,Y.分别为个体X,Y第i位基因值.为了保证优生,要求被选中两个体的欧氏距离必大于一阈值,防止近亲结合.(5)交叉概率随个体适应值变化而变化",当其值大于平均值时取Pcfmax—o/sp(f>fave)否则pc=0.5.交叉可采取常用的一点或多点交叉方法,每一次产生两个新个体.采用如下方法产生新种群:①对新群体和上一代各个体分别按适应值从大到小排序.第1个为精英个体,最后1个为最差个体:②如果新群体的精英适应度值小于旧群体精英适应度值,则用旧群体精英个体替换新群体最差个体,并重新排序;③计算新旧两代染色体和精英的欧氏距离,从第2个个体起逐个比较新旧群体同一序号的两个体,选取距离较小者,进入下一代群体.(6)由于这一阶段的目的在于寻找最优模式而不是最优解,当种群的选择压力很小时,如不采取适当的变异,种群容易出现早熟.此时除了提高变异概率的情况下,也可在淘汰模式可信度较高情况下,有淘汰模式中确定位指导相应染色体基因位变异,扩大搜索解空间,突破局部收敛,找到优秀模式.设K为强制变异阈值,当(sp/favg)>K时,种群不会陷入局部最优值,利用自适应调整参数,根据染色体的适应度值选择是否实现大概率变异".当其值大于平一1262一均值时:pro=0-3×(fmax-f)/sp(f>fave)否则pm=0-3.当(sial favg)<=K时,种群会陷入局部最优,利用强制变异的方法按照一定比例对排序后的种群表中前面的个体进行单点或多点变异.变异基因位置尽量选择为淘汰模式的确定位,对于与淘汰模式确定基因位的值不同的,对其进行强制变异, 提高变异效率.(7)当优秀模式的确定个数达到一半(0(H)=L/2)时或满足收敛条件则结束,得到优秀模式转人下一阶段,否则转到步骤(2).2.2实数算法描述如果采用实数作为解空间,算法可调整为计算该阶段所有优秀群体的解的平均值,以该平均值为中心,r为半径作为新的解空间,转到下一阶段进行小范围高精度寻优,其它步骤思想同上.3提高搜索精度,放大函数适应值快速寻优3.1搜索精度的变化根据在首阶段得到的优秀模式,我们认为最优解应在最优模式中寻找.根据定义5计算出新的解空间的搜索范围,由于每确定一个最高位基因值,解空间的范围将降低一半.假设原解空间为【a,b】,其搜索距离为JL=b—a,优秀模式的O(H)-x,则新的搜索空间解的个数将确定为几=(B-A)/2.由于解空间范围大大减小,而在第2阶段为了共享第1阶段编写的程序,假设染色体串长度不变,问题相对解的精度大大提高.首阶段搜索精度:yssjd--(b—a)/2;现阶段搜索精度:xssjd= ((b—a)/2)/2放大精度比例fdjdbl=xssjd/yssjd=1/2表明现在精度是原来的1/2(L'x),精度大大提高.3.2放大函数适应值当解空间范围较小时,染色体之间的适应值可能比较接近,针对遗传算法的寻优将比较困难.放大目标函数是为了克服标准遗传算法过早收敛和收敛速度慢的缺点,合理调整选择压力和动态改变群体结构.由于搜索空间减小,搜索精度变大,个体之间适应度值很接近,此时必须放大原目标函数,使染色体的适应值远离平均适应度值.放大比例fdbl=k/fdjdbl(如放大比例小于64,k取100到200之间,否则k取20到5O之间).令F(x)=fdblf(x),由定义6得选择压力放大,从而使算法能够快速全局收敛.问题重新描述为:max{F(x)Ix∈s),以f(x)作为适应值度量,x用长度为L的二进制串,S为优化问题解空间定义为S={O,1).遗传算法其它描述与第1阶段相同.4遗传算法的应用4.1标准遗传算法运行结果假设多峰函数f(x)----x+1O'sin(5x)+7*cos(4x),解空间为x∈[09】,L=24n=l0,自适应的交叉和变异概率,算法收敛的条件为适应度最大值和平均值值差不大于O.005.随机运行lO次结果如图1和表1所示.图1标准遗传程序10次收敛结果(图中+号为每次结果)表1标准遗传程序运行结果适当放宽.从表2可看出随机运行10次结果有9次所得最优模式对问题解空间有大范围缩小,以第4次运行结果为例可得最优模式为11O1111}"",由定义5得最小值为11011110 00000,解码后为7.8052,最大值为llO1l1lll1l1l1,解码后得7.8749,适当放宽解空间得新的解空间为[7.88】,搜索距离由9变小为0-2.第5次效果不是很少,相对标准遗传算法改变解空间不大.从表l和图l可知,由5次收敛接近最优值,其余5次都局部早熟.5次收敛的遗传代数平均值为l06代,5次收敛结果误差较大.4.2分阶段遗传算法寻优模式运行结果分析观察随机运行l0次所得的最优模式,解空间为x∈[09】,取精度为l+10.得L=14n=l0.自适应的交叉和变异概率,算法收敛的条件为超过30代或fmax.~ve<l+10一.随机运行l0次结果如表2所示.最高位为l4位,表中数据由定义2计算得到.当其值大于0.9时表示其最优模式值为l,当其值小于0.1时,其最优模式取值为0,否则为不确定变量.为了避免好点附近有好点,可对所求的解空间前后值表2寻优模式随机lO次运行结果4.3提高精度,放大适应值,快速寻优优化问题为:max(F(x)),F(x)=1000*f~x),x∈[7.88】,确定该阶段遗传算法的主要参数:精度为2×l0L=20,群体规模N=10,自适应的交叉Pc和变异概率Pm,算法收敛的条件为超过30代或fmax—fave<l+l0运行结果如图2所示.由图2可知遗传代数在第8代就已经快速收敛.所得结果为:X=7.856744,y=24.8553628689541.和标准遗传算法程序相比,无论是求解问题的精度,还是收敛速度都有大幅度提高.5结论本文利用了遗传算法能够在早期快速接近最优解,但再进一步接近很困难的特性,把遗传算法分成两个阶段.第1阶段重点放在对原来有用的信息进行学习总结,找出最优模式而不是最优解,从而大大减小解空间搜索范围.第2阶11111110.91661110.9310110.5517110965510.96550.9655100.03450448309655000345110.03450.069010.9655101100.03450034500690l09655l0l0.896600.03450.37930.069010.96550.55170.034510.86210.10340.06900.0.0345ll00.26690.5l72096550003450.10340.30130.86210.75860.58620.13790.8966058620.03450.2134 0.27950.51720.10340.89961006900.96550.965500.06900.03450.96551027590.82760.31030.65520.34480.06900.20690.06900.13790.96550.24140.41380.13790.03450.9655031030.4483 0.34480.79310.896602759020960.62070.3793006900.24140.6897 0.20690.37730.06900.27590.4483037930.8621048280.37930.48280.17240.1379o.2795o.58620.41380.13790.06900.72410.31030.4138 383142331236342933360.73980.64980.78180.67780.29130.71630.69l10.6200067780.7163 21203321623211724241/1281/1281/1281/1281/21/641/641/161/321/128787557.88437.81837.80525.36177.87557.75247.40747.87557.8843 7.807.807.87.87.80777.4787.87.9321794527873878749892978.00687.8744787278.0244792778.088887.9808.180.20.20.20.20.2020.60.30.2段放大函数,提高精度快速得到精度高的准确解.本算法适用于规模大,要求精度高的问题模型,其缺点是一旦最优模式选择错误,将导致完全错误的最优解.改进方法有两点:一是将最优模式计算的解空间适当放宽,二是多运行几次第l阶段程序,得到几个最优模式进行参考,选出适当最优模式再转入到下一步进行细化寻优.参考文献李士勇.哈尔斌.模糊控制,神经控制和智能控制论[M】.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社.1998.111-127.王健,王建华.标准遗传算法研究[J].华东船舶工业学院,2000,14(3):28.35.闰洁.曹秉刚.史维祥.一种快速收敛的遗传算法及其应用[J].西安交通大学,2001.35(1):66.71.BlickleLThieleL.Acomparisonof selectionschemesusedingenetical-gorithms[R].TIKReport.1995.11一l8.(下转第1308页)一1263一H¨m.,.一一一～～一～一一4.8ASP主页.inc文件泄露问题漏洞描述:受影响的版本:任何提供ASP服务的系统.内容摘要:当存在asp的主页正在制作并没有进行最后调试完成以前,可以被某些搜索引擎机动追加为搜索对象,如果这时候有人利用搜索引擎对这些网页进行查找,会得到有关文件的定位,并能在浏览器中察看到数据库地点和结构的细节揭示完整的源代码.具体操作过程是:利用搜索引擎查找包含+"Microsoft VBScript运行时刻错误执行搜索"+".inc,"的关键字:搜索引擎会自动查找包含asp的包含文件(.inc)并显示给用户;利用浏览器观看包含文件的源代码,其中可能会有某些敏感信息.漏洞的利用:例子:-/SFLib/ship.inc暴露数据库性质;-http://www.bbclub.corn:8013/includes/gen-era1.inc暴露cobranding:./corporate/admirdinclude/jobs.inc暴露datafile地点和结构:-/scripts/IsSearchEngine.inc暴露搜索引擎记录文件:.http://www.wcast1.corn/include/functions.inc暴露成员电子邮件地址;-/flat/comments.txt暴露成员私人的注释文件;.http:/two/cookies.inc暴露cookie逻辑.解决方案:①搜索引擎应该不索引有asp运行时刻错误的页:②程序员应该在网页发布前进行彻底的调试;③安全专家需要固定asp包含文件以便外部的用户不能看到其asp 新闻组,站点提供两个解决方案对这个漏洞进行修正.首先对.inc文件内容进行加密,其次也可以使用.asp文件代替.inc文件时用户无法从浏览器直接观看文件的源代码..inc 文件的文件名不使用系统默认的或者有特殊含义容易被用户猜测到的,尽量使用无规则的英文字母.4.9利用Acfiverserverexplorer可对文件进行读写访问漏洞描述:chinaasp的Activerserverexplorer可以很方便地对本地文件在线查看服务器上的目录,在线查看文件的名称,大小,类型,修改时间,在线编辑纯文本文件,如.txt,.htm,.asp…p1.cgi等,直接执行服务器上的文件.Activerser- verexplorer要求填写相对路径或者绝对路径,但是假如有一个攻击者把Activerserverexplorer上传到目标服务器上的某个目录,并且这个目录支持asp的话,那么他就可以通过Ac. tiverserverexplorer修改,执行目标服务器上的文件.这种情况可以发生在一个攻击者拥有目标NT服务器上的一个可写目录帐号,并且这个目录又支持ASP.比如一些支持ASP的个人免费主页服务器,把Activerserverexplorer先传上你申请的免费主页空间,再通过各种方法得到目标服务器的路径(比如可通过漏洞:"请求不存在的扩展名为idq或ida文件,会暴露文件在服务器上的物理地址."),或者直接在相对路径上填".",一般是默认,这样攻击者就能任意修改,执行目标服务器上的文件,不管他对这个文件有无读写访问权.漏洞解决方法:查找注册表中HKEY-CLASSES.ROOT~ Scripting.FileSystemObject键值将其更改为想要的字符串,这样ASP就必须引用这个对象:setfso=CreatObject("Scipting. FileSystemObject2").只要不告诉别人更改过的对象名称,其他人是无法使用Filesystem0bject对象的,这样站点管理员就杜绝了他人非法使用这个对象.4.10IIS4.O/IIS5.0超长文件名请求存在漏洞漏洞描述:当一个已知的文件名后加230个"%20"再加个.htr,会使安装有Microso~IIS4.0/5.0泄露该文件的内容.这是由ISM.dll映射的.h廿文件引起的.如http://target/filename %20<重复230次>.htr.这种请求只有当.htr请求是第1次调用或者ISM.dll第1次装进内存才起作用.解决方法:安装补丁Microso~IIS5.0.5ASP安全建议和结束语综上所述,ASP的很多漏洞都是由IIS所引起的.同时ASP程序员在开发自己的网站时,要注意来自ASP程序不当所引发的安全问题.作为一个ASP开发者,必须关注NT和IIS的安全漏洞.针对这些漏洞,本文提出以下安全建议:安装NT最新的补丁,关闭没有用的服务和建议,设置好自己的NT,文件系统采用NTFS,维护Globa1.asa的安全,不要把密码和物理路径直接写在程序中,Cookie安全性,使用身份验证机制保护被限制的ASP内容,保护源数据库等.参考文献:[1】清汉计算机工作室.ASP开发实例[M】.北京:机械工业出版社,2000.[2】DaneshA,JattersW.JavaScript1.1开发指南[M】.北京:清华大学出版社,2000.[3】吴清玉.网站ASP后台解决方案[M】.北京:人民邮电出版社,2001.[4】中国ASP学习站:.[5】ASP网络之门:.(上接第1263页)[5】刘国华,包宏.用Matlab实现遗传算法程序[J].计算机应用研[7】SrinivasM,PamaikLM.Adaptiveprobabilitiesofcrossoverand究,2001,20(8):80-83.mutationingeneticalgorithm[J].IEEETransonSys~ms,Man [6】杨荣富,金菊良,丁晶.保持群体多样性的遗传算法[J].四川andCybernetics,1994,24(4):656-667.联合大学,1999,3(6):13.16.一1308—。
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摘要
遗传算法作为一种近代最优化方法，广泛地用于计算科学、模式识别和智能故障诊断等方面，它适用于解决复杂的非线性和多维空间寻优问题，近年来也得到了较为广阔的应用。
本文介绍了遗传算法基本原理并且对测试函数进行了遗传算法的matlab仿真。
关键词：遗传算法最优化
1.引言
遗传算法（Genetic Algorithm）是一类借鉴生物界的进化规律（适者生存，优胜劣汰遗传机制）演化而来的随机化搜索方法。
它是由美国的J.Holland教授1975年首先提出，其主要特点是直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定；具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力；采用概率化的寻优方法，能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，不需要确定的规则。
遗传算法的这些性质，已被人们广泛地应用于组合优化、机器学习、信号处理、自适应控制和人工生命等领域。
它是现代有关智能计算中的关键技术。
2.遗传算法过程
遗传算法的基本流程：
●初始化：设置进化代数计数器t=0，设置最大进化代数T，随机生成M
个个体作为初始群体P(0)。
●个体评价：计算群体P(t)中各个个体的适应度。
●选择运算:将选择算子作用于群体。
选择的目的是把优化的个体直接遗传
到下一代或通过配对交叉产生新的个体再遗传到下一代。
选择操作是建
立在群体中个体的适应度评估基础上的。
●交叉运算：将交叉算子作用于群体。
遗传算法中起核心作用的就是交叉
算子。
●变异运算：将变异算子作用于群体。
即是对群体中的个体串的某些基因
座上的基因值作变动。
●群体P(t)经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体P(t+1)。
●终止条件判断:若t=T,则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为
最优解输出，终止计算。
遗传算法流程图
遗传算法的关键在于迭代过程中的选择，交叉，变异。
◆选择
选择是用来确定交叉个体，以及被选个体将产生多少个子代个体。
其主要思想是个体的复制概率正比于其适应值，但按比例选择不一定能达到好的效果。
选择操作从早期的轮盘赌选择发展到现在有最佳个体保存法、排序选择法、联赛选择法、随机遍历抽样法、局部选择法、柔性分段复制、稳态复制、最优串复制、最优串保留等。
◆交叉
交叉是指把两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作，其作用是组合出新的个体，在空间进行有效搜索，同时降低对有效模式的破坏概率。
各种交叉算子均包含两个基本内容：确定交叉点的位置和进行部分基因的交换。
常用的交叉操作方法有单点交叉、双点交叉、一致交叉、均匀交叉、算术交叉、二维交叉、树结构交叉、部分匹配交叉、顺序交叉和周期交叉等等。
变异
变异是指将个体中的某些基因值用其它基因值来替换,形成一个新的个体。
遗传算法中的变异运算是产生新个体的辅助方法，其目的是使遗传算法具有局部的随机搜索能力和保持群体的多样性。
变异算法包括确定变异点的位置和进行基因值替换。
常见的变异算子有基本位变异、均匀变异、高斯变异、二元变异、逆转变异、自适应变异等。
3.测试
对
f函数进行最优化处理：
1
其中n=6，k依次取0,0.1,0.2,0.3,0.5,1，每次的最后种群作为下一次的初始种群
流程如下：
第一步：初始化参数：设定进化代数为200代，种群规模为100，交叉概率为0.85，变异概率为0.001；
第二步：产生初始化群体：产生随机初始种群数，将k=0的最后种群作为k=0.1的初始化种群，将k=0.1的最后种群作为k=0.3的初始化种群，将k=0.3的最后种群作为k=0.5的初始化种群，将k=0.5的最后种群作为k=1的初始化种群。
选择初始种群后计算每个个体的适应度，平均适应度，最有适应度，这里的适应度即为函数值，最优为最小的；
第三步：进化开始：选择个体进行后面的交叉和变异，选择方法为转种群规模次轮盘，随机选择种群规模个个体序号，选择的序号可能重复即后面可能发生同一个体与不同个体交叉；
第四步：交叉：每个被选序号进行交叉判定，先判定其交叉概率，发生交叉事件后，采用比例交叉法，即随机生成一个pick范围（0~1），选择x1个体的x1（pos）项与x2个体的x2（pos）项进行等比例交叉，x1（pos）=pick*x1 （pos）+（1-pick）*x2（pos），其中pos为随机序号，x2的交叉同理；。