比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题

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配网故障定位

配网故障定位

配网故障定位I 目前各种定位方法及适用范围II 目前存在的问题配电系统小电流接地故障电流微弱、故障电弧不稳定,使得准确定位其故障点成为难题。

对于小电流接地故障检测的诸多方法,除信号注入法外,其余检测方法均依赖发生故障前后配电网参数的变化。

鉴于小电流接地系统的自身特点,当受到电磁干扰和谐波污染,可使信号失真,影响各种选择原理的可靠性和准确性。

目前,多数检测方法仅是理论可行,在实用化方面存在较大困难和限制。

实践中,应用较为广泛的主要是基于注入信号的定位原理,该方法实际使用中并不理想,且检测时间较长。

另外一种常用的基于故障指示器的定位方法,检测相间短路故障效果不错,但对于单相接地故障检测,实用效果很不理想。

基于FTU的故障分段定位方法也没有很好的解决单相接地故障定位的问题,且实现配网自动化成本太高,限制了其应用范围。

III 配电网故障定位研究展望目前故障定位方法按照检测方式可分为主动式和被动式两种。

主动式一般是在线路不停电的情况下,故障发生后向系统注入特定的信号实现故障定位,如果接地点存在间歇性电弧现象,注入的信号在线路中将不连续,给故障定位带来困难,若是在离线的情况下利用其实现故障定位,需要外加直流高压使接地点保持击穿状态,势必增加投资和检测复杂性。

被动式主要是利用故障发生时采集信号中包含的故障信息以及故障前后线路参数的变化实现故障点的定位,不需要额外增加设备,在现场容易实现,所以利用被动式检测方法查找故障点是今后配电网故障定位的发展方向。

行波法具有不受系统参数、系统运行方式变化、线路不对称及互感器变换误差等因素的影响,在电子技术日益发展的今天,利用故障产生的行波信息实现配电网故障测距具有重要研究意义。

但如何解决好实际应用中面临的关键技术问题,比如行波测距模式的确定、行波信号的获取、架空电缆混合线路的影响、多分支线路的影响以及高阻接地故障的影响等,是其获得成功应用的关键。

另外,通过安装故障指示器或线路FTU来实现配电线路故障尤其是单相接地故障定位,仍然具有重要研究价值。

几种仿生优化算法综述

几种仿生优化算法综述

几种仿生优化算法综述仿生优化算法是由自然界中的生物行为和现象而启发而来的一类算法。

这些算法通过模拟生物的行为和机制来解决各种优化问题,包括搜索、分类、调度、规划等诸多领域。

本文将介绍几种典型的仿生优化算法,并对它们的基本原理、应用领域和特点进行综述。

一、遗传算法遗传算法是一种模拟达尔文进化论的方法而产生的一种求解最佳问题的技术。

它是由美国密歇根大学的研究人员 John Holland 提出的,主要模拟自然选择和遗传的思想。

遗传算法的基本概念是模拟进化过程,利用自然选择机制和遗传机制,通过逐代选择和交叉变异操作寻找解决问题的最优解。

具体的工作过程是这样的:建立一个初始种群,通过适应度函数来评价每个个体的优劣。

然后,根据适应度值概率选择一些个体作为父代,采用交叉和变异操作产生下一代。

经过多次迭代操作,最终从种群中找到最优的解。

遗传算法的特点是它具有很强的全局寻优能力和较好的鲁棒性,能有效避免落入局部最优解。

遗传算法广泛应用于组合优化、函数优化、调度问题、神经网络设计等众多领域。

二、粒子群优化算法粒子群优化算法是由美国卡尔弗利技术学院的 James Kennedy 和 Russell Eberhart 在1995年提出来的。

它是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法,通过模拟鸟群中鸟的行为和迁徙机制来寻找最优解。

粒子群优化算法的基本思想是通过不断调整搜索空间中各个解的位置和速度,来寻找最优解。

在每一代中,根据当前位置和速度,更新粒子的位置和速度,通过不断迁徙和调整,最终找到最优解。

粒子群优化算法的特点是具有较快的收敛速度和较好的局部搜索能力。

它通常用于解决连续优化、离散优化和多目标优化等问题,例如神经网络训练、模式识别、机器学习等领域。

三、人工蜂群算法人工蜂群算法是由意大利研究人员 Marco Dorigo 在2005年提出的一种模拟蜜蜂觅食行为的优化算法。

它是一种群智能算法,模拟蜜蜂在寻找食物和回巢过程中的行为和交流机制。

简要叙述蚁群算法及其优缺点

简要叙述蚁群算法及其优缺点

简要叙述蚁群算法及其优缺点蚁群算法,说白了,就是从蚂蚁们的“工作方式”中汲取灵感,来解决一些复杂的问题。

你想啊,蚂蚁虽然个头小,脑袋也没啥大智慧,可它们集体合作的时候,可真是让人瞠目结舌。

就拿找食物这事儿来说,蚂蚁们通过一种叫做“信息素”的东西,能把食物的方向告诉其他蚂蚁。

你想,成群结队的蚂蚁在地上爬来爬去,气氛可热闹了。

而这些蚂蚁在寻找最短路径的过程中,就是利用这种“信息素”来引导彼此。

哦对,信息素就是一种化学物质,它能吸引其他蚂蚁走自己走过的路,时间久了,大家都能找到最短最优的路线。

这就是蚁群算法的核心,大家通过简单的规则合作起来,居然能找到很复杂问题的解决方案。

听起来是不是有点神奇?但这就是大自然的魅力,真是让人不得不佩服!蚁群算法的好处,简直是数不胜数。

它特别适合处理那些“大而复杂”的问题。

像是找最短路径、优化调度这些问题,用蚁群算法解决起来特别靠谱。

更妙的是,它不需要预先知道问题的具体情况。

就像蚂蚁不需要知道前方有什么危险,只要它们不断地试探,最终总能找到正确的路。

蚁群算法特别“顽强”,它可以通过不断地调整来适应环境变化。

假设前方的路突然有个障碍,蚂蚁们马上就能改变路线,去找另一条更合适的道路。

这种动态适应能力,在现实世界中有着广泛的应用,像物流配送、网络路由、甚至是金融分析等,蚁群算法都能大显身手。

不过话说回来,世上没有十全十美的事儿,蚁群算法也有它的缺点。

首先吧,虽然它能找到“可行的”解,但并不总能找到“最优”的解。

你要知道,这个算法是基于概率的,蚂蚁们在探索路径时是随机的,所以它有可能会走冤枉路,最终找到一个不错但不是最好的答案。

就像你找餐厅,可能你最后选了个味道还不错的地方,但走了好多冤枉路,吃完饭才发现旁边就有个更好吃的店。

所以,有时候蚁群算法可能不是最理想的选择,特别是当问题特别复杂,解空间又大到让你头晕眼花的时候。

再者呢,蚁群算法的计算量也挺大的。

每次要让大量的“蚂蚁”在问题空间中四处乱窜,寻找最佳路径。

自动化专业----智能控制技术综述

自动化专业----智能控制技术综述

智能控制技术综述院系:自动化工程学院姓名:**班级:**学号:*****智能控制技术综述【摘要】:本文综述了智能工程和控制技术的发展历程及基本问题。

文中着重论述了许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题。

【英文摘要】:With the development of information technology, manynew methods and technology into engineering,product phase,this control technology proposed Guang new challenges, promoting intelligent control theory in the application of technology to solve difficult using traditional methods complex system of control。

【关键词】:自动化智能控制应用【正文】:随着信息技术的发展,许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段,这对自动控制技术提出犷新的挑战,促进了智能理论在控制技术中的应用,以解决用传统的方法难以解决的复杂系统的控制问题.智能控制(intelligent controls)在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。

对许多复杂的系统,难以建立有效的数学模型和用常规的控制理论去进行定量计算和分析,而必须采用定量方法与定性方法相结合的控制方式。

定量方法与定性方法相结合的目的是,要由机器用类似于人的智慧和经验来引导求解过程。

一、智能控制的主要方法智能控制技术的主要方法有模糊控制、基于知识的专家控制、神经网络控制和集成智能控制等,以及常用优化算法有:遗传算法、蚁群算法、免疫算法等。

层次任务网络的作战计划建模及生成技术

层次任务网络的作战计划建模及生成技术

层次任务网络的作战计划建模及生成技术1. 引言1.1 概述在现代战争的背景下,作战计划的建立和生成是决定作战效果的重要环节。

传统的作战计划建模与生成方法存在着一些问题,无法很好地应对复杂多变的作战环境。

而层次任务网络(HTN)技术被广泛应用于解决此类问题,可以更加灵活和智能地进行作战计划建模与生成。

1.2 文章结构本文将围绕层次任务网络的作战计划建模与生成技术展开详细讨论。

首先,我们将介绍层次任务网络的概念、定义及其在实际应用中所具有的特点。

之后,将探讨层次任务网络在作战计划建模方面的应用领域以及其优势和局限性。

接着,将深入研究作战计划建模技术,包括整个战役规划过程以及相应的建模方法与工具,并通过实践案例分析来验证其有效性。

在此基础上,我们还将探索作战计划生成技术,包括策略生成框架、智能算法应用以及成功案例分享。

最后,将总结回顾既往内容,并对技术发展趋势进行预测,提出后续研究方向建议。

1.3 目的本文的目的是深入研究层次任务网络的作战计划建模与生成技术,探索其在现代战争中的应用潜力。

通过对作战环境复杂性和多样性的有效应对,能够提高作战计划制定的智能化水平和作战效果。

同时,本文还旨在为相关领域的研究者和实践者提供一个系统全面的参考,以促进相关技术的进一步应用与发展。

2. 层次任务网络概述:2.1 定义与特点:层次任务网络(Hierarchical Task Network, HTN)是一种用于建模和描述复杂任务的方法。

在HTN中,任务被组织成一个层次结构,每个层次都包含更加具体和细化的子任务。

这种分层结构可以帮助规划者更好地组织和管理任务,并提供了一种高效的方法来解决复杂的问题。

HTN由德国计算机科学家Nilsson在1973年首先提出,并在AI规划领域得到广泛应用。

它主要由两个部分组成:任务网络(Task Network)和方法库(Method Library)。

任务网络定义了问题空间中的任务以及它们之间的关系,而方法库则包含了执行每个任务所需的具体行动序列。

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法
(2)启发式算法。
寻求一种能产生可行解的启发式规则,以找到一个最优解或近似 最优解。该方法的求解效率虽然比较高,但对每—个需要求解的 问题都必须找出其特有的启发式规则,这个启发式规则无通用性, 不适合于其他问题。
2021/4/17
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(3)搜索算法。寻求一种搜索算法,该算法在可行解集合的一个 子集内进行搜索操作,以找到问题的最优解或近似最优解。该方 法虽然保证不了一定能够得到问题的最优解,但若适当地利用一 些启发知识,就可在近似解的质量和求解效率上达到—种较好的 平衡。
染色休X也称为个体X。
对于每一个个体X,要按照一定的规则确定出其适应度;个体 的适应度与其对应的个体表现型X的目标函数值相关联,X越 接近于目标函数的最优点,其适应度越大;反之,其适应度越 小。
遗传算法中,决策变量X组成了问题的解空间。对问题最优解 的搜索是通过对染色体X的搜索过程来进行的,从而由所有的 染色体X就组成了问题的搜索空间。
遗传算法属于一种自适应概率搜索技术,其选择、交叉、变异 等运算都是以一种概率的方式来进行的,从而增加了其搜索过 程的灵活性。
虽然这种概率特性也会使群体中产生—些适应度不高的个体,但 随着进化过程的进行,新的群体中总会更多地产生出许多优良的 个体,实践和理论都已证明了在—定条件下遗传算法总是以概率 1收敛于问题的最优解。
2021/4/17
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求最优解或近似最优解的方法
(1)枚举法。
枚举出可行解集合内的所有可行解,以求出精确最优解。对于连 续函数,该方法要求先对其进行离散化处理,这样就有可能产生 离散误差而永远达不到最优解。另外,当枚举空间比较大时,该 方法的求解效率比较低,有时甚至在目前最先进的计算工具上都 无法求解。
当然,交叉概率和变异概率等参数也会影响算法的搜索效果和 搜索效率,所以如何选择遗传算法的参数在其应用中是一个比 较重要的问题。而另一方面,与其他一些算法相比遗传算法的 鲁20棒21/性4/17又会使得参数对其搜索效果的影响会尽可能地低。 20

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法

件的解所组成的一个集合,叫做可行解集合。它们之间的关系
如图所示。 2020/10/6
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可行解
X R
Hale Waihona Puke 基本空间 U2020/10/6
可行解集合
7
对于上述最优化问题,目标函数和约束条件种类繁多,有的是线 性的,有的是非线性的;有的是连续的,有的是离散的;有的是 单峰值的,有的是多峰值的。
随着研究的深入,人们逐渐认识到在很多复杂情况下要想完全 精确地求出其最优解既不可能,也不现实,因而求出其近似最 优解或满意解是人们的主要着眼点之—。
生物的进化是以集团为主体的。与此相对应,遗传算法的运算对 象是由M个个体所组成的集合,称为群体。
与生物一代一代的自然进化过程相类似,遗传算法的运算过程也 是一个反复迭代的过程,第t代群体记做P(t),经过一代遗传和进 化后,得到第t+l代群体,它们也是由多个个体组成的集合,记做 P(t+1)。
这个群体不断地经过遗传和进化操作,并且每次都按照优胜劣 汰的规则将适应度较高的个体更多地遗传到下一代,这样最终 在群体中将会得到一个优良的个体X,它所对应的表现型X将达 到或接近于问题的最优解X*。
遗传算法是模拟生物在自然环境力的遗传和进化过程而形成的 一种自适应全局优化概率搜索算法。
它最早由美国密执安大学的Holland教授提出,起源于60年代 对自然和人工自适应系统的研究。
70年代De Jong基于遗传算法的思想在计算机上进行了大量的 纯数值函数优化计算实验。
在—系列研究工作的基础上,80年代由Goldberg进行归纳总结, 形成了遗传算法的基本框架。
2020/10/6
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求最优解或近似最优解的方法
(1)枚举法。

遗传算法与蚁群算法简介

遗传算法与蚁群算法简介
*
实数编码的GA通常采用算术交叉: 双个体算术交叉:x1、x2为父代个体,α ∈(0, 1)为随机数 x1' = αx1 + (1 - α)x2 x2' = αx2 + (1 - α)x1 多个体算术交叉: x1, …, x2为父代个体; αi ∈(0, 1)且∑αi = 1 x' = α1x1 + α2x2 + … + αnxn 组合优化中的置换编码GA通常采用 部分映射交叉(partially mapping crossover, PMX):随机选择两个交叉点,交换交叉点之间的片段;对于其他基因,若它不与换过来的片段冲突则保留,若冲突则通过部分映射来确定最后的基因 p1 = [2 6 4 | 7 3 5 8 | 9 1] p1' = [2 3 4 | 1 8 7 6 | 9 5] p2 = [4 5 2 | 1 8 7 6 | 9 3] p2' = [4 1 2 | 7 3 5 8 | 9 6]
北京交通大学计算机与信息技术学院
*
智能优化算法简介
*பைடு நூலகம்
20世纪80年代以来,一些优化算法得到发展 GA、EP、ACO、PSO、SA、TS、ANN及混合的优化策略等 基本思想:模拟或揭示某些自然现象或过程 为用传统的优化方法难以解决的NP-完全问题提供了有效的解决途径 由于算法构造的直观性与自然机理,因而通常被称作智能优化算法(intelligent optimization algorithms),或现代启发式算法(meta-heuristic algorithms) [智能优化算法及其应用,王凌,清华大学出版社,2001]
线性次序交叉(LOX)
单位置次序交叉(C1)
类似于OX。选择一个交叉位置,保留父代个体p1交叉位置前的基因,并在另一父代个体p2中删除p1中保留的基因,将剩余基因填入p1的交叉位置后来产生后代个体p1'。如父代个体同前,交叉位置为4,则后代个体为p1' =[2 6 4 7 | 5 1 8 9 3],p2' =[4 5 2 1 | 6 7 3 8 9]

遗传算法与蚁群算法的效果比较

遗传算法与蚁群算法的效果比较

遗传算法与蚁群算法的效果比较随着计算机技术的发展,人工智能逐渐成为了一个热门话题。

其中,算法是实现人工智能的基础,而遗传算法和蚁群算法则是两种较为流行的算法。

那么,这两种算法的效果如何呢?今天,我们就来比较一下遗传算法与蚁群算法的效果。

一、遗传算法遗传算法,是一种基于自然选择和遗传进化的优化算法。

遗传算法是通过模仿自然界中的进化过程,不断地变异和选择,来获取优良解的算法。

遗传算法最开始是用来解决复杂的优化问题,如函数优化、组合优化等。

遗传算法实现的过程可以简单地分为三个部分:选择、交叉和变异。

选择是在种群中选择合适的个体,使其能够进入下一代;交叉是通过染色体的重组,产生新的个体;变异是在单个个体的染色体中引入一些随机变异。

遗传算法因其在搜索解空间上的出色表现而得到了广泛的应用。

但是,它也存在着一些问题。

如容易陷入局部最优解、算法计算时间长等。

二、蚁群算法蚁群算法是另一种流行的优化算法,它是一种模拟蚂蚁觅食的行为来处理最优解问题的方法。

蚁群算法的灵感来源于蚂蚁在寻找食物时的行为。

蚂蚁会留下信息素,使得其他蚂蚁找到食物的概率也会增大,从而实现了蚂蚁群体的集体智慧。

蚁群算法的优点在于它能够通过局部搜索来帮助找到全局最优解。

它的本质是通过不断调整问题的搜索关键字而找到最优解。

与遗传算法不同,蚁群算法能够通过一步步的迭代来逼近最优解,因此蚁群算法更适用于某些复杂问题的求解。

但是,蚁群算法存在的问题是需要调整参数才能达到最优解。

同时,蚁群算法对问题的输入比较敏感,也容易陷入局部最优。

三、效果比较上述两种算法都能用来解决优化问题,但具体哪一种优化效果更好呢?不同的优化问题需要不同的算法才能得到更加合适的解决方案。

下面,我们以某个实际问题作为例子,来比较一下这两种算法的效果。

假设有一个工厂需要完成一人任务,可以用五台机器加工。

不同的机器之间的加工时间不同,但是任务需要按照固定的顺序加工才能完成。

我们需要确定哪个工序分配给哪个机器,才能使得任务的加工时间最短。

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。

遗传算法和蚁群算法的比较

遗传算法和蚁群算法的比较

全局优化报告——遗传算法和蚁群算法的比较******学号:**********班级:硕20411遗传算法1.1遗传算法的发展历史遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的寻优方法。

20世纪60年代初期,Holland教授开始认识到生物的自然遗传现象与人工自适应系统行为的相似性。

他认为不仅要研究自适应系统自身,也要研究与之相关的环境。

因此,他提出在研究和设计人工自适应系统时,可以借鉴生物自然遗传的基本原理,模仿生物自然遗传的基本方法。

1967年,他的学生Bagley在博士论文中首次提出了“遗传算法”一词。

到70年代初,Holland教授提出了“模式定理”,一般认为是遗传算法的基本定理,从而奠定了遗传算法的基本理论。

1975年,Holland出版了著名的《自然系统和人工系统的自适应性》,这是第一本系统论述遗传算法的专著。

因此,也有人把1975年作为遗传算法的诞生年。

1985年,在美国召开了第一届两年一次的遗传算法国际会议,并且成立了国际遗传算法协会。

1989年,Holland的学生Goldberg出版了《搜索、优化和机器学习中的遗传算法》,总结了遗传算法研究的主要成果,对遗传算法作了全面而系统的论述。

一般认为,这个时期的遗传算法从古典时期发展了现代阶段,这本书则奠定了现代遗传算法的基础。

遗传算法是建立在达尔文的生物进化论和孟德尔的遗传学说基础上的算法。

在进化论中,每一个物种在不断发展的过程中都是越来越适应环境,物种每个个体的基本特征被后代所继承,但后代又不完全同于父代,这些新的变化,若适应环境,则被保留下来;否则,就将被淘汰。

在遗传学中认为,遗传是作为一种指令遗传码封装在每个细胞中,并以基因的形式包含在染色体中,每个基因有特殊的位置并控制某个特殊的性质。

每个基因产生的个体对环境有一定的适应性。

基因杂交和基因突变可能产生对环境适应性强的后代,通过优胜劣汰的自然选择,适应值高的基因结构就保存下来。

遗传算法就是模仿了生物的遗传、进化原理,并引用了随机统计原理而形成的。

优化算法的分类

优化算法的分类

优化算法的分类优化算法是一种用于找到问题的最优解或近似最优解的方法。

在计算机科学和运筹学领域,优化算法被广泛应用于解决各种实际问题,例如机器学习、图像处理、网络设计等。

优化算法的分类可以根据其基本原理或应用领域进行划分。

本文将介绍一些常见的优化算法分类。

1. 传统优化算法传统优化算法是指早期开发的基于数学原理的算法。

这些算法通常基于确定性模型和数学规则来解决问题。

以下是一些常见的传统优化算法:(1) 穷举法穷举法是一种朴素的优化算法,它通过遍历所有可能的解空间来寻找最优解。

穷举法的优点是能够找到全局最优解(如果存在),缺点是搜索空间过大时会非常耗时。

(2) 贪婪算法贪婪算法是一种启发式算法,它通过每一步选择当前状态下最优的决策,从而逐步构建最优解。

贪婪算法的优势是简单快速,但它可能无法找到全局最优解,因为它只考虑了当前最优的选择。

(3) 动态规划动态规划是一种基于最优子结构和重叠子问题性质的优化算法。

它将原问题拆分为一系列子问题,并通过保存子问题的解来避免重复计算。

动态规划的优点是可以高效地求解复杂问题,例如最短路径问题和背包问题。

(4) 分支界限法分支界限法是一种搜索算法,它通过不断分割搜索空间并限制搜索范围,以找到最优解。

分支界限法可以解决一些组合优化问题,如旅行商问题和图着色问题。

2. 随机优化算法随机优化算法是基于概率和随机性的算法,通过引入随机扰动来逐步寻找最优解。

以下是一些常见的随机优化算法:(1) 模拟退火算法模拟退火算法模拟了固体物体冷却过程中的原子运动,通过逐步减小随机扰动的概率来搜索最优解。

模拟退火算法可以通过接受劣解来避免陷入局部最优解。

(2) 遗传算法遗传算法模拟了生物进化过程,通过遗传操作(如交叉和变异)来搜索最优解。

遗传算法通常包括种群初始化、选择、交叉和变异等步骤,能够自适应地搜索解空间。

(3) 蚁群算法蚁群算法模拟了蚂蚁在寻找食物时的行为,通过蚂蚁之间的信息交流和挥发性信息素来搜索最优解。

比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题

比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题

比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题一、专家系统(Expert System)1,什么是专家系统?在日常生活中大家所认知的“专家”一般都拥有某一特定领域的大量专业知识,以及丰富的实际经验。

在解决问题时,专家们通常拥有一套独特的思维方式,能较圆满地解决一类困难问题,或向用户提出一些建设性的建议等。

专家系统一般定义为一个具有智能特点的计算机程序。

它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。

因此,专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。

专家系统的基本结构如图1所示,其中箭头方向为数据流动的方向。

图1 专家系统的基本组成专家系统通常由知识库和推理机两个主要组成要素。

知识库存放着作为专家经验的判断性知识,例如表达建议、 推断、 命令、 策略的产生式规则等, 用于某种结论的推理、 问题的求解,以及对于推理、 求解知识的各种控制知识。

知识库中还包括另一类叙述性知识, 也称作数据,用于说明问题的状态,有关的事实和概念,当前的条件以及常识等。

专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的,因此,知识库是专家系统质量是否优越的关键所在,即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。

一般来说,专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的,用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。

推理机实际上是一个运用知识库中提供的两类知识,基于木某种通用的问题求解模型,进行自动推理、 求解问题的计算机软件系统。

它包括一个解释程序, 用于决定如何使用判断性知识推导新的知识, 还包括一个调度程序, 用于决定判断性知识的使用次序。

推理机的具体构造取决于问题领域的特点,及专家系统中知识表示和组织的方法。

推理机针对当前问题的条件或已知信息,反复匹配知识库中的规则,获得新的结论,以得到问题求解结果。

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法

人工智能第三章遗传算法、蚁群算法、粒子群算法
随着研究的深入,人们逐渐认识到在很多复杂情况下要想完全 精确地求出其最优解既不可能,也不现实,因而求出其近似最 优解或满意解是人们的主要着眼点之—。
2019/9/15
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求最优解或近似最优解的方法
(1)枚举法。
枚举出可行解集合内的所有可行解,以求出精确最优解。对于连 续函数,该方法要求先对其进行离散化处理,这样就有可能产生 离散误差而永远达不到最优解。另外,当枚举空间比较大时,该 方法的求解效率比较低,有时甚至在目前最先进的计算工具上都 无法求解。
遗传算法属于一种自适应概率搜索技术,其选择、交叉、变异 等运算都是以一种概率的方式来进行的,从而增加了其搜索过 程的灵活性。
虽然这种概率特性也会使群体中产生—些适应度不高的个体,但 随着进化过程的进行,新的群体中总会更多地产生出许多优良的 个体,实践和理论都已证明了在—定条件下遗传算法总是以概率 1收敛于问题的最优解。
下面是在遗传算法的发展进程中一些关键人物所做出的一些主 要贡献。
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1、J.H.Holland
60年代,Ho11and提出在研究和设计人工自适应系统时,可以借 鉴生物遗传的机制,以群体的方法进行自适应搜索,并且充分 认识到了交叉、变异等运算策略在自适应系统中的重要性。
70年代初,Ho11and教授提出了遗传算法的基本定理——模式定 理(schema Theorem),从而奠定了遗传算法的理论基础。模式定 理揭示出了群体中的优良个体(较好的模式)的样本数将以指数级 规律增长,因而从理论上保证了遗传算法是一个可以用来寻求 最优可行解的优化过程。1975年,Ho11and出版了第一本系统论 述遗传算法和人工自适应系统的专著《自然系统和人工系统的 自适应性(Adaptation in natural and artificial system)》。

退火算法,蚁群算法,遗传算法

退火算法,蚁群算法,遗传算法

退火算法,蚁群算法,遗传算法1.引言1.1 概述退火算法、蚁群算法和遗传算法都是常见的启发式优化算法,用于解决复杂问题。

这些算法通过模拟自然界中生物的行为或物质的特性,寻找最优解或接近最优解。

退火算法是一种基于物理退火原理的优化算法。

它通过模拟金属在高温下冷却过程中晶格的调整过程,来寻找最优解。

退火算法首先在一个较高的温度下随机生成一个解,然后通过降温过程逐步调整解,并根据一个接受概率在解空间中进行随机搜索。

退火算法具有全局优化能力,可用于解决多种问题,如旅行商问题、图着色问题等。

蚁群算法模拟了蚂蚁在寻找食物时的集体行为。

蚂蚁通过释放信息素与其他蚂蚁进行通信,藉此找到最短路径。

蚁群算法主要包含两个重要步骤:信息素更新和状态转移规则。

信息素更新指的是蚂蚁在路径上释放信息素的过程,而状态转移规则决定了蚂蚁在搜索过程中如何选择路径。

蚁群算法被广泛应用于组合优化问题、路径规划等领域,取得了良好的效果。

遗传算法是模拟生物进化过程的一种优化算法。

它通过模拟自然界中的进化和遗传操作,逐代迭代地搜索最优解。

遗传算法通过编码个体、选择、交叉和变异等操作,形成新的个体,并根据适应度函数评估个体的优劣。

遗传算法以其并行性、全局寻优能力和对问题结构要求不高的特点而被广泛应用于各个领域,如函数优化、机器学习中的特征选取等。

这三种算法都是基于启发式思想的优化方法。

它们可以在解空间中进行搜索,并在搜索过程中逐步优化。

退火算法通过模拟金属冷却过程,蚁群算法通过模拟蚂蚁的集体行为,而遗传算法则模拟了生物的进化过程。

这些算法在不同领域和问题上都取得了较好的效果,为求解复杂问题提供了有效的解决方案。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下方面的介绍:文章结构本文将会包含三个主要的部分:退火算法、蚁群算法和遗传算法。

每个部分将会包括原理和应用两个小节的介绍。

这些算法是优化问题中常用的启发式算法,它们分别基于不同的思维方式和模拟自然界的现象。

TSP的几种求解方法及其优缺点

TSP的几种求解方法及其优缺点

TSP的⼏种求解⽅法及其优缺点TSP的⼏种求解⽅法及其优缺点⼀、什么是TSP问题旅⾏商问题,简称TSP,即给定n个城市和两两城市之间的距离,要求确定⼀条经过各城市当且仅当⼀次的最短路线。

其图论描述为:给定图G=(V,A),其中V为顶点集,A 为各顶点相互连接组成的边集,设D=(dij)是由顶点i和顶点j之间的距离所组成的距离矩阵,要求确定⼀条长度最短的Hamilton回路,即遍历所有顶点当且仅当⼀次的最短距离。

旅⾏商问题可分为如下两类:1)对称旅⾏商问题(dij=dji,Πi,j=1,2,3,?,n);2)⾮对称旅⾏商问题(dij≠dji,?i,j=1,2,3,?,n)。

⾮对称旅⾏商问题较难求解,我们⼀般是探讨对称旅⾏商问题的求解。

若对于城市V={v1,v2,v3,?,v n}的⼀个访问顺序为T={t1,t2,t3,?,t i,?,t n},其中t i∈V(i=1,2,3,?,n),且记t n+1=t1,则旅⾏商问题的数学模型为:minL=。

TSP是⼀个典型的组合优化问题,并且是⼀个NP完全难题,是诸多领域内出现的多种复杂问题的集中概括和简化形式,并且已成为各种启发式的搜索、优化算法的间接⽐较标准。

因此,快速、有效地解决TSP有着重要的理论价值和极⾼的实际应⽤价值。

⼆、主要求解⽅法基于TSP的问题特性,构造型算法成为最先开发的求解算法,如最近邻点、最近合并、最近插⼊、最远插⼊、最近添加、贪婪插⼊等。

但是,由于构造型算法优化质量较差,迄今为⽌已开发了许多性能较好的改进型搜索算法,主要有:1)模拟退⽕算法2)禁忌搜索算法3)Hopfield神经⽹络优化算法4)蚁群算法5)遗传算法6)混合优化策略2.1 模拟退⽕算法⽅法1)编码选择:采⽤描述TSP解的最常⽤的⼀种策略——路径编码。

2)SA状态产⽣函数的设计:对于基于路径编码的SA状态产⽣函数操作,可将其设计为:①互换操作(SWAP);②逆序操作(INV);③插⼊操作(INS)。

人工智能_第三章_遗传算法、蚁群算法、粒子群算法

人工智能_第三章_遗传算法、蚁群算法、粒子群算法
(1)生物的所有遗传信息都包含在其染色休中,染色体决定了生 物的性状。
(2)染色体是由基因及其有规律的排列所构成的,遗传和进化过 程发生在染色体上。
(3)生物的繁殖过程是由其基因的复制过程来完成的:
(4)通过同源染色体之间的交叉或染色体的变异会产生新的物种, 使生物呈现新的性状。
(5)对环境适应性好的基因或染色体经常比适应性差的基因或染 色体有更多的机会遗传到下一代。
(2)启发式算法。
寻求一种能产生可行解的启发式规则,以找到一个最优解或近似 最优解。该方法的求解效率虽然比较高,但对每—个需要求解的 问题都必须找出其特有的启发式规则,这个启发式规则无通用性, 不适合于其他问题。
30.06.2020
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(3)搜索算法。寻求一种搜索算法,该算法在可行解集合的一个 子集内进行搜索操作,以找到问题的最优解或近似最优解。该方 法虽然保证不了一定能够得到问题的最优解,但若适当地利用一 些启发知识,就可在近似解的质量和求解效率上达到—种较好的 平衡。
这个群体不断地经过遗传和进化操作,并且每次都按照优胜劣
汰的规则将适应度较高的个体更多地遗传到下一代,这样最终 在群体中将会得到一个优良的个体X,它所对应的表现型X将达 到或接近于问题的最优解X*。
生物的进化过程主要是通过染色体之间的交叉和变异来完成的,
遗传算法中最优解的搜索过程也模仿生物的这个进化过程,使用 所谓的遗传算子(genetic operators)作用于群体P(t)中,进行下述遗 传操作,从而得到新一代群体P(t+1)。
遗传算法属于一种自适应概率搜索技术,其选择、交叉、变异 等运算都是以一种概率的方式来进行的,从而增加了其搜索过 程的灵活性。
虽然这种概率特性也会使群体中产生—些适应度不高的个体,但 随着进化过程的进行,新的群体中总会更多地产生出许多优良的 个体,实践和理论都已证明了在—定条件下遗传算法总是以概率 1收敛于问题的最优解。

遗传算法、蚁群算法、粒子群算法的不足

遗传算法、蚁群算法、粒子群算法的不足

遗传算法、蚁群算法、粒子群算法的不足
遗传算法、蚁群算法、粒子群算法都是优化算法,但它们也存在
一些不足。

遗传算法虽然能够在较短的时间内找到更优解,但其搜索过程是
基于随机变异和交叉操作的,可能会导致搜索空间的收敛缓慢或者过
早陷入局部最优解。

此外,遗传算法对问题的解码方式和编码长度也
有一定的要求。

蚁群算法的主要不足在于其算法较为复杂,需要对问题领域进行
深入的研究,同时需要设置大量的参数。

在实际应用中,如果对参数
设置不当或者对问题的理解不充分,可能会导致算法搜索效果不理想。

粒子群算法同样存在一些问题。

例如,如果初始粒子的分布不理想,可能会导致搜索无法收敛。

此外,粒子群算法的搜索方向是由历
史最优解和当前最优解共同决定的,可能会导致算法陷入局部最优解。

因此,对于特定问题的解决,我们需要根据实际情况选择合适的
优化算法,并对其进行适当的调参和优化,以获得更好的搜索效果。

多目标优化算法的比较与选用

多目标优化算法的比较与选用

多目标优化算法的比较与选用随着技术的不断发展,许多问题都可以通过算法来解决。

其中,多目标优化问题是我们在实际生活中遇到的一个最普遍的问题。

所谓多目标优化,就是需要同时优化多个因素,例如在生产中既要保证成本尽可能地低,又要确保产品质量尽可能地好。

而如何进行多目标优化呢?这就需要用到多目标优化算法。

多目标优化算法,可以帮助我们找到最优解,同时考虑多个目标。

常用的多目标优化算法包括:遗传算法、模拟退火算法、粒子群算法和蚁群算法等。

下面,我们将就这几个算法进行比较和选用的考虑进行探讨。

遗传算法是一种用来优化设计问题的搜索算法,采用基因演化的方法,具有自适应、自组织的能力。

遗传算法的基本思路是:将目标问题抽象成适应度函数,然后用一定的编码方法将问题表达为基因编码(也称为染色体)的形式。

然后,通过染色体的遗传变异和交叉操作,不断优化染色体,从而找到满足一定条件的优秀解。

模拟退火算法是一种基于物理学的随机搜索算法。

该算法的基本思路是,通过温度变化控制算法搜索空间的行进方向和步长,当温度逐渐降低,算法能逐渐收敛。

这种算法适合解决具有复杂约束条件的多目标优化问题,例如风险情况下的投资组合优化问题。

粒子群算法是一种基于群体行为的自适应搜索算法,类似于自然语言处理中的“蚁群算法”。

该算法的基本思路是,通过模拟多个虚拟颗粒的相互作用,来优化搜索空间。

这个算法适合解决具有多个约束条件和变量复杂性较高的目标优化问题。

蚁群算法是一种基于群体行为的搜索算法,类似于生物学中蚂蚁各自分工的行为。

该算法适合解决具有更多约束条件和变量复杂性较高的目标优化问题。

以上四个算法有各自的优缺点,在实际应用时,要根据问题的特点选用相应的算法。

比如遗传算法对于问题复杂度不高时,可以找到合理解决方案;模拟退火算法适合解决具有复杂约束条件的多目标优化问题;粒子群算法适合解决包含多个约束条件和变量复杂性较高的目标优化问题;蚁群算法则适合解决更多的约束条件和变量复杂性更高的目标优化问题。

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比较专家系统、模糊方法、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特点及其适合解决的实际问题一、专家系统(Expert System)1,什么是专家系统?在日常生活中大家所认知的“专家”一般都拥有某一特定领域的大量专业知识,以及丰富的实际经验。

在解决问题时,专家们通常拥有一套独特的思维方式,能较圆满地解决一类困难问题,或向用户提出一些建设性的建议等。

专家系统一般定义为一个具有智能特点的计算机程序。

它的智能化主要表现为能够在特定的领域内模仿人类专家思维来求解复杂问题。

因此,专家系统必须包含领域专家的大量知识,拥有类似人类专家思维的推理能力,并能用这些知识来解决实际问题。

专家系统的基本结构如图1所示,其中箭头方向为数据流动的方向。

图1 专家系统的基本组成专家系统通常由知识库和推理机两个主要组成要素。

知识库存放着作为专家经验的判断性知识,例如表达建议、 推断、 命令、 策略的产生式规则等, 用于某种结论的推理、 问题的求解,以及对于推理、 求解知识的各种控制知识。

知识库中还包括另一类叙述性知识, 也称作数据,用于说明问题的状态,有关的事实和概念,当前的条件以及常识等。

专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式的,因此,知识库是专家系统质量是否优越的关键所在,即知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。

一般来说,专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的,用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。

推理机实际上是一个运用知识库中提供的两类知识,基于木某种通用的问题求解模型,进行自动推理、 求解问题的计算机软件系统。

它包括一个解释程序, 用于决定如何使用判断性知识推导新的知识, 还包括一个调度程序, 用于决定判断性知识的使用次序。

推理机的具体构造取决于问题领域的特点,及专家系统中知识表示和组织的方法。

推理机针对当前问题的条件或已知信息,反复匹配知识库中的规则,获得新的结论,以得到问题求解结果。

在这里,推理方式可以有正向和反向推理两种。

正向推理是从前件匹配到结论,反向推理则先假设一个结论成立,看它的条件有没有得到满足。

由此可见,推理机就如同专家解决问题的思维方式,知识库就是通过推理机来实现其价值的。

人机界面是系统与用户进行交流时的界面。

通过该界面,用户输入基本信息、回答系统提出的相关问题,并输出推理结果及相关的解释等。

综合数据库专门用于存储推理过程中所需的原始数据、中间结果和最终结论,往往是作为暂时的存储区。

解释器能够根据用户的提问,对结论、求解过程做出说明,因而使专家系统更具有人情味。

知识获取是专家系统知识库是否优越的关键,也是专家系统设计的“瓶颈”问题,通过知识获取,可以扩充和修改知识库中的内容,也可以实现自动学习功能。

2,专家系统的特点在功能上, 专家系统是一种知识信息处理系统, 而不是数值信息计算系统。

在结构上, 专家系统的两个主要组成部分 – 知识库和推理机是独立构造、分离组织, 但又相互作用的。

在性能上, 专家系统具有启发性, 它能够运用专家的经验知识对不确定的或不精确的问题进行启发式推理, 运用排除多余步骤或减少不必要计算的思维捷径和策略;专家系统具有透明性, 它能够向用户显示为得出某一结论而形成的推理链, 运用有关推理的知识(元知识)检查导出结论的精度、一致性和合理性, 甚至提出一些证据来解释或证明它的推理;专家系统具有灵活性, 它能够通过知识库的扩充和更新提高求解专门问题的水平或适应环境对象的某些变化,通过与系统用户的交互使自身的性能得到评价和监护。

3,专家系统适合解决的实际问题专家系统是人工智能的一个应用,但由于其重要性及相关应用系统之迅速发展,它已是信息系统的一种特定类型。

专家系统一词系由以知识为基础的专家系统(knowledge-based expert system)而来,此种系统应用计算机中储存的人类知识,解决一般需要用到专家才能处理的问题,它能模仿人类专家解决特定问题时的推理过程,因而可供非专家们用来增进问题解决的能力,同时专家们也可把它视为具备专业知识的助理。

由于在人类社会中,专家资源确实相当稀少,有了专家系统,则可使此珍贵的专家知识获得普遍的应用。

专家系统技术广泛应用在工程、科学、医药、军事、商业等方面,而且成果相当丰硕,甚至在某些应用领域,还超过人类专家的智能与判断。

其功能应用领域概括有:解释(Interpretation)-如测试肺部测试(如PUFF)、预测(Prediction)-如预测可能由黑蛾所造成的玉米损失(如PLAN)、 诊断(Diagnosis)-如诊断血液中细菌的感染(MYCIN)。

又如诊断汽车柴油引擎故障原因之CATS系统、故障排除(Fault Isolation)-如电话故障排除系统ACE、设计(Design)-如专门设计小型马达弹簧与碳刷之专家系统MOTOR BRUSH DESIGNER、规划(Planning)-就出名的有辅助规划IBM计算机主架构之布置,重安装与重安排之专家系统CSS,以及辅助财物管理之Plan Power专家系统、 监督(Monitoring)-如监督IBM MVS操作系统之YES/MVS、除错(Debugging)-如侦查学生减法算术错误原因之BUGGY、修理(Repair)-如修理原油储油槽之专家系统SECOFOR、行程安排(Scheduling)-如制造与运输行称安排之专家系统ISA。

又如,工作站(work shop)制造步骤安排系统、教学(Instruction)-如教导使用者学习操作系统之TVC专家系统、控制(Control)帮助Digital Corporation计算机制造及分配之控制系统PTRANS、分析(Analysis)-如分析油井储存量之专家系统DIPMETER及分析有机分子可能结构之DENDRAL系统。

它是最早的专家系统,也是最成功者之一、维护(Maintenance)如分析电话交换机故障原因之后,能建议人类该如何维修之专家系统COMPASS、架构设计(Configuration)如设计VAX计算机架构之专家系统XCON以及设计新电梯架构之专家系统VT等、校准(Targeting)-例如校准武器准心之专家系统BATTLE。

二、模糊方法(Fuzzy Method)模糊方法是一种基于模糊数学理论的新型控制方法。

模糊控制中的模糊量描述是以模糊集合为基础的,模糊控制的核心在于模糊控制器。

模糊控制器在模糊控制中起十分关键的作用。

实施模糊控制要经过3 个过程,即:将输入的机器、精确量经输入隶属函数映射成模糊输入变量(模糊化) ;用模糊规则对模糊输入变量推理,并得到模糊控制变量(模糊推理) ;用输入隶属函数将模糊控制变量转换成能进行实际控制的精确控制量。

与一般数字逻辑的“0”和“1”不同!模糊逻辑并不是非零即一,它表示了程度的概念。

比如说一个人是否秃顶,用数字的概念就需要一个确定的数字,如5万根头发以上不是秃顶,少于5万根就是秃顶。

这样的逻辑在现实生活中是明显不合理的,多一根或少一根的误差太大,而模糊逻辑就可以更准确的表达出秃顶的程度,它可以从零到1按接近程度连续变化,比如有4万根头发,我们可以说是80%(或0.8)的秃顶。

如此也可以准确表示人体发烧的程度,38度属于高烧的程度为0.7等等,自己确定模糊集的范围。

模糊控制的输出量是唯一的,也就是说它给执行机构是一个确定的信号。

在模糊控制器的设计过程中,一般是先将一个精确的输入量模糊化。

使每一个输入量都对于一个模糊集合。

然后又专家经验制订模糊控制规则,并进行模糊推理。

控制规则使模糊控制器的核心所在。

最后,要将模糊控制的输出进行清晰化处理,使输出量唯一。

这是因为输入量开始时对应了一个模糊集合。

经过模糊推理,必然得到一个模糊的输出量集合。

但是一个执行机构的控制是唯一的,不能模棱两可。

所以,要根据一定的计算方法得出一个唯一的输出量,传递给执行机构。

进行各项调节。

运用模糊逻辑可以简便的输入几个参数,用模糊逻辑设计一个表格查出合理的输出值,比数字式PID或者建立数学模型要简单有效的多,但是缺点是输出值是否正确不能事先验证。

该控制器的设计是基于模糊控制理论。

传统的控制理论需要建立反应相关对象实质的数学模型,但是在很多工程中(如人工智能,生物学等)要进行精确的数学建模是很困难的。

所以在实际控制过程中,通常采取模糊技术。

模糊数学由美国控制论专家L.A.扎德(L.A.Zadeh,1921--)教授所创立。

他于1965年发表了题为《模糊集合论》(《Fuzzy Sets》)的论文,从而宣告模糊数学的诞生。

L.A.扎德教授多年来致力于“计算机”与“大系统”的矛盾研究,集中思考了计算机为什么不能象人脑那样进行灵活的思维与判断问题。

尽管计算机记忆超人,计算神速,然而当其面对外延不分明的模糊状态时,却“一筹莫展”。

可是,人脑的思维,在其感知、辨识、推理、决策以及抽象的过程中,对于接受、贮存、处理模糊信息却完全可能。

计算机为什么不能象人脑思维那样处理模糊信息呢?其原因在于传统的数学,例如康托尔集合论(Cantor′s Set),不能描述“亦此亦彼”现象。

集合是描述人脑思维对整体性客观事物的识别和分类的数学方法。

康托尔集合论要求其分类必须遵从形式逻辑的排中律,论域(即所考虑的对象的全体)中的任一元素要么属于集合A,要么不属于集合A,两者必居其一,且仅居其一。

这样,康托尔集合就只能描述外延分明的“分明概念”,只能表现“非此即彼”,而对于外延不分明的“模糊概念”则不能反映。

这就是目前计算机不能象人脑思维那样灵活、敏捷地处理模糊信息的重要原因。

为克服这一障碍,L.A.扎德教授提出了“模糊集合论”。

在此基础上,现在已形成一个模糊数学体系。

言下之意,模糊数学控制模块要比单片机好。

模糊方法已初步应用于模糊控制、模糊识别、模糊聚类分析、模糊决策、模糊评判、系统理论、信息检索、医学、生物学等各个方面。

在气象、结构力学、控制、心理学等方面已有具体的研究成果。

它的应用还包括: 开关感应电动机模糊滑动模位置控制,导弹末端制导的模糊逻辑PID控制器等。

三、遗传算法(Genetic Algorithm)1, 遗传算法定义遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟达尔文的遗传选择和自然淘汰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,它是有美国Michigan大学J.Holland教授于1975年首先提出来的,并出版了颇有影响的专著《Adaptation in Natural and Artificial Systems》,GA这个名称才逐渐为人所知,J.Hilland教授所提出的GA通常为简单遗传算法(SGA)。

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