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并行遗传算法收敛性分析及优化运算 总被引:3,自引:1,他引:3
经典遗传算法(Canonical Genetic Algorihms)利用单一种群对种群个体进行交叉、变异和选择操作,在进行过程中的超级个体易产生过早收敛现象,粗粒度并行遗传算法利用多个子群进行进化计算,各子群体分别独立进行遗传操作,相互交换最优个体后继续进化。文证明了该算法的搜索过程是一个有限时齐遍历马尔柯夫链,给出粗粒度并行遗传算法全局最优收敛性证明。对于旅行商问题TSP(Traveling Salesman Problem)利用粗粒度并行遗传算法进行了求解,以解决经典遗传算法的收敛到局部最优值问题。仿真结果表明,算法的收敛性能优于经典遗传算法。 相似文献
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为了改善人工神经网络在优化计算中的一些缺陷和提高遗传算法的局部搜索能力及收敛性能,提出了一种混合智能学习算法,采用遗传算法和误差反向传播算法(BP算法)相结合,将BP算法以一个算子的形式插入到遗传算法中,以提高利用人工神经网络和遗传算法进行优化计算的搜索能力和收敛性能;通过对实例函数的优化计算,对插入BP算子的遗传算法和传统遗传算法的优化结果进行了比较分析,结果表明BP算子的插入对遗传算法的优化性能、收敛速度和收敛精度有较大改善. 相似文献
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一种新并行遗传算法及其应用 总被引:2,自引:0,他引:2
基于量子计算的概念和原理,本文提出一种新并行量子遗传算法,即粗粒度并行量子遗传算法(CGPQGA)。该算法的核心是引入层环粗粒度并行计算模型和一种新进化策略。由于CGPQGA只需迁移搜索到的最佳个体到各个子群体,因而算法的通信开销很小。通过用CGPQGA设计控制器的应用实例表明,CGPQGA优于常规并行遗传算法,能加速子群体中最佳个体的迁移,收敛速度快,全局寻优能力强,同时具有勘探和开采的能力。 相似文献
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基于混合遗传算法求解非线性方程组 总被引:5,自引:0,他引:5
将非线性方程组的求解问题转化为函数优化问题,且综合考虑了拟牛顿法和遗传算法各自的优点,提出了一种用于求解非线性方程组的混合遗传算法。该混合算法充分发挥了拟牛顿法的局部搜索、收敛速度快和遗传算法的群体搜索、全局收敛的优点。为了证明该混合遗传算法的有效性,选择了几个典型的非线性方程组,从实验计算结果、收敛可靠性指标对比不同算法进行分析。数值模拟实验表明,该混合遗传算法具有很高的精确性和收敛性,是求解非线性方程组的一种有效算法。 相似文献
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为应对传统遗传算法在处理大规模组合优化问题面临的进化速度缓慢,难以达到实时要求的严峻挑战,提出了一种在多核PC集群系统上实现“粗粒度一主从式”混合并行遗传算法的模型:通过把“粗粒度一主从式”并行遗传算法映射到多核PC集群上,结合消息传递和共享存储两种并行编程模型,在节点间使用消息传递模型(MPI),对应的遗传算法为粗粒度并行遗传算法,在节点内使用共享存储模型(OpcnMP),对应的遗传算法为主从式并行遗传算法,用MPI和OpenMP混合编程的方式以进程和线程两级并行在多核集群上实现具体的混合并行遗传算法。理论分析和实验结果表明,提出的实现模型有较好的性能,可大大改进传统遗传算法的缺陷。为利用并行遗传算法在普通多核PC集群上处理大规模组合优化问题提出了一种有效、可行的解决方案。 相似文献
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一般粗粒度并行遗传算法(CGGA)的性能受诸多因素的影响表现不尽如人意。以降低通信代价为主要目标,受物种金字塔模型的启发,设计了一种双阈值限制下的自调整堆结构,并对其堆调整具体操作进行了改进,以期望改进后算法中种群间的通信代价大幅度降低,优化收敛速度,提高算法效率。通过对遗传算法的几个典型测试函数通信量的分析和实验表明,基于该模型的并行遗传算法在降低通信代价、提高收敛速度、优化最终解方面收效明显。 相似文献
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SAGACIA是一种混合随机优化算法,该算法虽已吸收了模拟退火算法、遗传算法和趋化性算法的优点,但搜索过程中仍存在收敛速度慢以及采用固定步长影响搜索精度的缺点,而捕食搜索策略通过限制的调节能较快锁定最优区域,从而提高收敛速度。结合两者的优缺点,提出一种具有捕食搜索策略的自适应调整步长SAGACIA算法,改进后的算法通过捕食搜索策略平衡了算法的局域搜索和全局搜索,提高了收敛速度;邻域搜索采用自适应步长,避免了最优解附近的震荡,提高了搜索精度。实验仿真结果表明,改进后的SAGACIA算法具有较快的收敛速度和较高的寻优精度,证明了算法改进的有效性和可行性。 相似文献
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量子遗传算法的早熟问题影响算法的求解性能,为提高算法能力,提出基于混合蛙跳的量子遗传算法。算法引入混合蛙跳和模拟退火准则,采用量子变异策略;利用组内寻优和整体寻优,减少算法整体迭代次数。将改进后的量子遗传算法应用于函数优化方面,用测试函数的寻优来评价算法性能,实验结果表明,该算法有效提高了算法性能,能求解出符合要求的全局最优值,改善了早熟收敛的问题。 相似文献
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为了改进蚁群优化算法的收敛速度,研究了一种基于粗粒度模型的并行蚁群优化算法,该算法将搜索任务划分给q个子群,由这些子群并行地完成搜索,可使搜索速度大幅度提高。实验结果表明,用该算法求解TSP问题,收敛速度比最新的改进算法快百倍以上。 相似文献
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遗传算法在处理一些复杂问题时效果不理想。该文在保证算法收敛和最大限度地搜索模型空间的基础上,对遗传算子采取相应策略进行改进,并通过界约束增加解的稳定性。为了提高计算效率,采用并行遗传算法,将并行计算机的高速并行性和遗传算法固有的并行性相结合,选择合适的迁移拓扑结构和迁移策略,构建并行模型。给出了改进后并行遗传算法(PGA)的设计流程图及详细算法描述,在叠前地震反演的实际应用中,取得了良好的效果。 相似文献
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现有并行遗传算法采用随机方法划分子种群,算法收敛性能不高,并且不可避免的破坏种群的较优模式;为了改进这些缺陷,设计了一种新的多点交叉算子,提出了一种改进的粗粒度并行遗传算法;取资源数为6,任务数为50,种群的规模为60,遗传代数为600;采用相同的控制参数进行仿真实验;仿真实验表明,与传统并行遗传算法相比较,提出的改进算法在收敛速度和寻优空间方面有很大的提升。 相似文献
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多种群遗传算法(MPGA)搜寻最优解的能力受初始种群分布的影响,在解决复杂函数优化问题时存在早熟收敛风险,而思维进化算法(MEA)存在局部搜索精度低和全局收敛速度慢的问题。针对两者的不足,提出一种MPGA和MEA混合的优化算法MPGA-MEA。为参与MEA趋同操作的各子群体设置不同的控制参数,独立进行遗传搜索,同时利用移民算子增强子群体的互动,实现协同进化,直至子群体成熟。在此基础上,释放劣质子群体,并选择全局公告板中记录的优质个体执行交叉和变异操作,产生中心个体,对应生成的临时子群体参与新一轮的迭代寻优。基于不同测试函数的仿真结果表明,该混合算法相较于MPGA和MEA,MPGA-MEA对高维多峰函数的寻优能力得到明显提升。 相似文献
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布局问题在理沦上属于NPC问题,在工程实践上具有广泛的应用。为较好地求解该问题,该文以并行遗传算法(PGA)为基础,针对其早熟和收敛速度慢两大缺陷加以改进,给出了一种并行混合遗传算法(PHGA).PHGA采用该文提出的压力插他排序选择算子,起到了双重作用:一是在进化初期可以防止早熟;二是在进化后期有利于加快算法的收敛。算法利用混沌初始化可提高初始群体的质量,并依自适应交叉和变异概率值对子群体进行分类,与Powell法混合可以很好地改善算法的局部搜索性能。文中通过标准函数优化和布局设计的算例验证了该算法的可行性和有效性。 相似文献
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人机交互的遗传算法及其在约束布局优化中的应用 总被引:50,自引:3,他引:47
复杂工程布局(如卫星舱布局)方案设计问题在理论上属带性能约束的布局优化问题(NPC问题),很难求解,因而目前研究得尚少。为解决此类问题,该文提出了一种人机交互的遗传算法。该算法首先将人工设计的个体作为染色体群体的组成部分,然后在遗传运算中,把人工适时设计的新个体加入到染色体群体中,以代替群体中的较差个体。从而构成人机交互的遗传算法,这样可以充分发挥人和计算机各自的特长。文后通过3个算例(其中一个为作者构造的已知最优解的算例)的数值计算,验证了该算法的可行性和有效性。 相似文献
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给出了一种改进的基于遗传算法的聚类方法。传统的K-means算法局部搜索能力强,但是对初始化比较敏感,容易陷入局部最优值。基本的基于遗传算法的聚类算法是一种全局优化算法,但是其局部搜索能力较差,收敛速度慢。针对这两个方法所存在的问题,提出了一种改进的聚类算法。该方法结合了两个方法的优点,引入了K-means操作,再用遗传算法进行优化,并且在该方法中改进了遗传算法中的交叉算子,大大提高了基于遗传算法的聚类算法的局部搜索能力和收敛速度。 相似文献