基于遗传算法的微分方程求解问题的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 11次 | 上传用户:zhuav
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
遗传算法提供了一种求解非线性、多模型、多目标等复杂系统优化问题的通用框架,它不依赖于问题的具体领域,已经广泛应用于函数优化、组合优化、自动控制、机器学习等科技领域。自然科学和工程技术中的许多问题被归结为微分方程这一数学形式,而微分方程通常难以解析求解。本文提出了利用最小二乘原理将微分方程的求解问题转化为求函数最小值的最优化问题,然后利用遗传算法进行进化计算求解常微分和偏微分方程,仿真实验验证了该方法的可行性。本论文首先分析了课题的研究背景及意义,总结了国内外的研究现状,指出了现阶段求解微分方程的几种方法,并在此基础上进一步确立了利用遗传算法来求解微分方程作为本论文的主要研究内容。其次,阐述了遗传算法的基本实现机理,并对遗传算法的特点及应用进行了比较详细的叙述,同时简要介绍了MATLAB遗传算法工具箱。再次,在详细论述了遗传算法理论的基础上,研究了遗传算法在求解微分方程中的应用。分别介绍了常微分方程及偏微分方程求解问题转化为最优化问题的基本过程,针对常微分方程和偏微分方程分别提出了方程解析解的构造方法,利用遗传算法进行进化计算,并通过实例说明了遗传算法中各个参数的设置方法,最终求得方程的近似最优解。最后通过具体实例分析了该方法的求解过程,对结果进行了相应的误差分析,验证了该方法的可行性。最后对本课题的研究进行了总结和进一步展望。
其他文献
随着本地存储设备容量的增大,文件数量的增多,数据备份系统中的归档集规模也日益庞大。现有的数据备份系统,无论是开源还是商用,归档管理中都缺乏对归档文件按内容搜索的功能,用户
模式匹配技术广泛应用于生物信息学、网络搜索引擎、内容过滤防火墙、入侵检测系统等领域,是信息科学领域中重要的研究方向之一。随着计算机网络技术的飞速发展,网络中的信息
在提倡“普适计算”的今天,无线传感器网络作为一种新的信息获取方式和处理模式已成为国内外关注的热点。传感器网络中的节点被散布在人类无法接近或是接近可能有危险的区域,
基因预测是目前计算生物领域非常重要的一个研究课题。虽然目前许多基因预测工具达到了一定的准确率,但在这些工具的使用中,或是由于其方法本身的局限性,或是由于其使用的困难性
随着网络技术的飞速发展和广泛应用,计算机网络已经渗透到社会经济的各个领域,对社会经济的发展起着越来越重要的作用。与此同时,网络的规模日趋扩大,网络结构日趋复杂,以及
令G为一连通图,其顶点个数为v,整数0≤k≤v/2-1,若G有大小为k的对集,且G的每一个大小为k的对集都包含在G的一个完美对集中,则称G为k可扩的.若0≤n≤v-2,对于图G的任意大小为佗的顶点
图像模糊复原一直都是图像处理中研究的重点问题,随着移动摄像设备在人们生活中的普及,人们对解决拍摄器材抖动或拍摄运动目标所造成的图像模糊问题的需求越来越迫切。图像去
随着互联网技术的飞速发展,互联网络上的信息量正在以几何级数的增长速度增长,因此,对网络上信息的高效检索成为互联网发展必须要解决的问题,搜索引擎技术得到了特别的重视并且正
分布式拒绝服务(DDoS)攻击以其攻击手法简单,攻击效果好而著称。虽然目前大量的安全产品具有检测并过滤DDoS攻击的功能,但是,DDoS攻击采用IP欺骗的方式和模拟正常网络行为,轻易地避
在嵌入式移动实时数据库系统中,受移动特征和实时特征的影响,硬件资源受到了严格限制,同时系统对响应时间有很高的要求,因此可裁减、微内核及高速可靠的响应成为最主要的需求