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本文应用自适应数学模型,借鉴生物界种群与其生存环境相互作用,互相依托,共同进化发展的原理,提出了小生境—环境协同进化遗传算法(EITGA)。把问题区间划分为若干个小区间,每一个区间形成一个小生境,根据特定信息,将其中一个小生境视为主优化区间,其他小生境及约束视为环境,通过遗传算子完成寻优。小生境的遗传操作提高了搜索效率;多个小生境和环境的存在保证了群体的多样性;小生境与环境地作用,保证了算法的遍历性和跳出局部解的能力,促使算法能够搜索到全局最优解。
本文提出的区间约束及不等式约束下的小生境—环境协同进化算法EIT—GA1和EITGA2,采取以约束区间划分小生境、约束不等式构造生存环境的策略使搜索空间显著缩小。同时采用多项自适应进化策略,大大提高了搜索的效率,避免了约束问题罚函数法无法事先确定罚因子的困难。通过多个典型的约束优化问题的仿真表明,EIT—GA方法比罚函数遗传算法和DCPMGA法具有更高的搜索效率和更好的全局寻优能力。其解的性能也比其他算法要优越和稳定,表现出了很强的鲁棒性,具有更广泛的适用性。
最后应用随机理论和泛函理论,证明了小生境—环境协同进化遗传算法是遍历的,收敛的,能够搜索到全局最优解。