【摘要】：進化算法(Evolutionary Algorithm,EA)是依據(jù)達爾文進化理論學(xué)說為基礎(chǔ)發(fā)展而來的一種啟發(fā)式的全局尋優(yōu)算法,它以種群為信息載體,通過自然選擇和遺傳等操作模擬自然界中生物的進化,進而以一種迭代式的方法來搜索整個解空間。在實際工程應(yīng)用中,存在著這樣一類問題,它們的多個目標(biāo)函數(shù)之間不僅互相沖突,而且目標(biāo)函數(shù)及其參數(shù)都可能隨著時間的變化而變化,這類問題被研究者們稱為動態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化問題(Dynamic Multi-objective Optimization Problems,DMOPs)。為了解決該類問題,該領(lǐng)域的學(xué)者們提出了一系列的動態(tài)多目標(biāo)進化算法(DMOEAs)的相關(guān)技術(shù)與理論方法�，F(xiàn)有的DMOEAs主要包括:隨機初始化種群、多樣性保持機制、超變異等方法,以及多種群策略、預(yù)測以及記憶等機制。然而,這些算法也擁有相應(yīng)的缺點,主要體現(xiàn)在以下幾個方面的不足。首先,為了增加種群的多樣性而引入的超級突變、隨機初始化以及動態(tài)移民在增強多樣性方面存在隨機的盲目性,并不能給種群的進化過程中帶來適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)性。接著,通過某種預(yù)測模型對種群的信息進行學(xué)習(xí)進而預(yù)測下一次環(huán)境變化之后的整個種群的預(yù)測方法,雖然能夠?qū)崿F(xiàn)很好的效果,但是預(yù)測的精度是實現(xiàn)該方法的一個重要難點,需要針對現(xiàn)有的問題設(shè)計出適當(dāng)?shù)念A(yù)測模型,并且現(xiàn)有的預(yù)測模型的時間復(fù)雜度較高,提高預(yù)測模型的預(yù)測效率也是重中之重。本文提出了一個基于簡單預(yù)測模型的混合多樣性保持策略來求解動態(tài)多目標(biāo)優(yōu)化問題。這個方法包括三個步驟:第一步基于中心點的運動方向使用預(yù)測策略把一些個體重新分配到接近下一次環(huán)境變化之后的新的Pareto面上。在文章中自定義的POS的最低點和最高點的基礎(chǔ)上,第二步采用逐步搜索策略在決策空間產(chǎn)生一些分布性好的個體來提高第一步中的預(yù)測策略的準確性。在第三步中,一些多樣性好的個體在下一次可能的POS區(qū)域內(nèi)隨機產(chǎn)生來增強種群的多樣性。最終,把這三步產(chǎn)生的個體結(jié)合在一起并通過分支配排序選擇一些好的個體作為下一次優(yōu)化的初始種群,這樣預(yù)測策略變得更加準確因為該策略選擇了一些好的收斂性和多樣性的個體。在實驗比較中,本文中提出的算法與其他三個最新的動態(tài)多目標(biāo)進化算法在一系列的動態(tài)多目標(biāo)基準測試問題上進行了實驗分析,試驗結(jié)果證明本文的算法在收斂性、分布性和多樣性以及響應(yīng)環(huán)境變化的速度具有更好的優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP18
【圖文】：

這些位置是為了產(chǎn)生出一些個體（最簡單的方式就是一個位置放置一個個逡逑體），這些個體叫做預(yù)測集。只要下一個時間步到達或者目標(biāo)函數(shù)變化，這些預(yù)逡逑測集就被插入到算法的種群中去。圖２－１是一個對于一個２維決策空間向量的預(yù)逡逑測的簡單描述。如果預(yù)測成功，這些個體就會距離最優(yōu)個體很近。逡逑Ｘ２逡逑ｔ－１時刻的蝕測個逡逑體放在這逡逑Ｉｖ逡逑P的翻點ｉ＾、＊＊＊＾逡逑時刻的真實最優(yōu)逡逑Ｘ＊ｔ－１逡逑Ａ逡逑Ｘ＊ｔ－２逡逑？逡逑？邋ｚ邐Ｘ＊ｔ－３逡逑？邐Ｘ＊ｔ－４逡逑Ｘ＊ｔ－５逡逑＃邐過去一些時刻的最優(yōu)解的位置逡逑Ｘ＊ｔ－６逡逑圖２－１過去的最優(yōu)解序列（一直到ｔ－１）被用來創(chuàng)造下一個時間步ｔ的預(yù)測逡逑９逡逑

這種策略主要適用于離散特性的動態(tài)問題，問題的目標(biāo)變化以一種非無窮小逡逑的方式，在每一個時間步，優(yōu)化有一個固定數(shù)量的函數(shù)評價。逡逑圖２－２是ＦＰＳ算法利用ｔ－１時刻及以前的決策空間的歷史最優(yōu)解集來預(yù)測ｔ逡逑時刻的最優(yōu)解集并插入到種群中進行優(yōu)化的過程。逡逑使用ｔ－ｉ時刻之前的歷史解菜．來預(yù)測１＿時刻的解逡逑邐邐邐邐邋邐—－……＞邋ｘ＊ｔ預(yù)＿逡逑…邐Ｘ＾ｔ－４邐ｘｎ－３邐Ｘ＊ｔ－Ｚ逡逑個．邐ＡＡＡ逡逑ｔ時刻開始時把

本文編號：2721344