基于水平集進(jìn)化的全局優(yōu)化進(jìn)化算法研究.pdf

1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于水平集進(jìn)化的全局優(yōu)化進(jìn)化算法研究姓名：杜金玲申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：運(yùn)籌學(xué)與控制論指導(dǎo)教師：王宇平20040101ABS TRAC TI n r e c e n t y e a r s , t h e g l o b a l o p t i m i z a t i o n p r o b l e m s h a v e w i d e a p p l i c a t i o n s i

2、 n m a n yf i e l d s , s u c h a s i n e n g i n e e r i n g d e s i g n , d e c i s i o n - m a k i n g a n d m a n a g e m e n t e t c , a n d m u c ha t t e n t i o n h a s b e e n p a i d t o d e s

3、i g n i n g s i m p l e a n d e f i c i e n t g l o b a l o p t i m i z a t i o n a l g o r i t h m st h a t h a v e n o s t r i c t l i m i t a t i o n s t o t h e p r o b l e m s . A t h e o r e t i c a

4、l m o d e l o f t h e a l g o r i t h m b a s e d o n t h e m e a n f u n c t i o n v a l u e a n d l e v e l s e t m e t h o d f o r g l o b a l o p t i m i z a t i o n i sp r o p o s e d i n [ 1 5 ]

5、. T h i s m e t h o d h a s n o t s t r i c t l i m i t a t i o n s t o t h e p r o b l e m s s u c h a s t h er e q u i r e me n t o f c o n v e x i t y o f t h e s e a r c h s p a c e , d i f e r e n

6、 t i a b i l i t y o f f u n c t i o n s i n v o l v e d , e t c .I t o n l y r e q u i r e s t h e c o n t i n u i t y o f f u n c t i o n s i n v o l v e d , a n d t h i s k i n d o f t h e o r e t i c

7、a la l g o r i t h m i s g l o b a l l y c o n v e r g e n t . E v o l u t i o n a r y a l g o r i t h m s a r e n e w e f e c t i v e a l g o r i t h m sf o r c o m p l e x n o n l i n e a r o p t i m i z a

8、t i o n p r o b l e m s . T h e y d o n o t r e q u i r e t h e d i f e r e n t i a b i l i t ya n d c o n v e x i t y o f f u n c t i o n s . T o l a r g e - s c a l e c o m p l e x n o n l i n e a r o p

9、t i m i z a t i o n p r o b l e m , i th a s m o r e s u p e r i o r i t y o v e r t r a d i t i o n a l a l g o r i t h m s . I n t h i s p a p e r , w e i m p r o v e t h e m o d e l o ft h e a l g o r

10、i t h m p r o p o s e d i n [ 1 5 ] , a n d d e s i g n a n e w e v o l u t i o n a r y a l g o r i t h m b a s e d o n t h ei m p r o v e d m o d e l f o r u n c o n s t r a i n e d g l o b a l o p t i

11、m i z a t i o n p r o b l e m s a n d c o n s t r a i n e d g l o b a lo p t i m i z a t i o n p r o b l e ms r e s p e c t i v e l y . T h e m a i n i d e a i s t o d e s i g n a n e f f e c t i v e g e n

12、 e t i ca l g o r i t h m t o e v o l v e t h e l e v e l s e t i t e r a t i v e l y . A s a r e s u l t , t h e g l o b a l o p t i m a l s o l u t i o n w i l lb e g r a d u a l l y a p p r o a c h e d

13、 . I n o r d e r t o m a k e t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m e f e c t i v e a n de f f i c i e n t , w e s u f f i c i e n t l y c o n s i d e r t h e s p e c i f i c s t r u c t u r e o f t h e

14、 i m p r o v e d m o d e l a n dm a k e u s e o f i t s s u p e r i o r i t y . M o r e o v e r , w e c o m b i n e i t s s u p e r i o r i t y , e v o l u t i o n a r yo p e r a t o r s a n d c o n s t r

15、a i n t h a n d l i n g t e c h n i q u e s w i t h t h e a l g o r i t h m d e s i g n s u c h t h a t t h ep r o p o s e d a l g o r i t h m i s s o u n d .I n c h a p t e r 2 , a n e w e v o l u t i o

16、 n a r y a l g o r i t h m i s p r o p o s e s f o r t h e u n c o n s t r a i n e d g l o b a lo p t i m i z a t i o n . D u r i n g t h e a l g o r i t h m d e s i g n , w e a d o p t t h e r e a l n u

17、m b e r e n c o d i n g a n dd e s i g n t h e c r o s s o v e r o p e r a t o r a p p l y i n g t h e i d e a o f u n i f o r m d e s i g n . T o e n h a n c e t h ec r o s s o v e r o p e r a t o r , t

18、h e l o c a l s e a r c h s c h e m e i s a p p l i e d a f t e r c r o s s o v e r o p e r a t i o n s u c ht h a t t h e e x p l o r a t i o n a b i l i t y o f t h e c r o s s o v e r o p e r a t o r

19、c a n b e g r e a t l y i m p r o v e d . Mo r e o v e r ,t h e g l o b a l c o n v e r g e n c e o f t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m i s p r o v e d . T h e r e s u l t s o f t h en u m e r i c a

20、 l s i m u l a t i o n i n d i c a t e t h a t t h e a l g o r i t h m i s e f e c t i v e . I n c h a p t e r 3 , t h ec o n s t r a i n e d g l o b a l o p t i m i z a t i o n p r o b l e m i s t a c k

21、l e d . B a s e d o n t h e o p e r a t o r s d e s i g n e d f o ru n c o n s t r a i n e d o p t i m i z a t i o n p r o b l e m s i n c h a p t e r 2 , w e d e s i g n a n e w p e n a l t y f u n c t

22、i o n , an e w c r o s s o v e r o p e r a t o r , a n e w m u t a t i o n o p e r a t o r a n d a n e w s e l e c t i o n o p e r a t o r，r e s p e c t i v e l y , a n d w e p r o v e t h e g l o b a l

23、 c o n v e r g e n c e o f t h e a l g o r i t h m . A t l a s t , t h e r e s u l t so f t h e n u m e r i c a l s i m u l a t i o n s s h o w t h a t t h e p r o p o s e d a l g o r i t h m i s e f e c