元胞遺傳算法的多樣性研究.pdf

1、學校代碼：10406分類號：TP301.6學號：100081002004南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（學位研究生）元胞元胞遺傳遺傳算法算法的多樣性的多樣性研究研究碩士研究生：林志龍導師：魯宇明申請學位級別：碩士學科、專業(yè)：信號與信息處理所在單位：信息工程學院答辯日期：2015年6月授予學位單位：南昌航空大學I摘要元胞遺傳算法是以元胞自動機的主要理論為基礎，基于元胞空間結構遺傳、交叉、變異在鄰域之間進行的一種遺傳算法。進化算法一直

2、存在最大的難題就是如何控制全局尋優(yōu)和局部收斂平衡問題，同樣的對于元胞遺傳算法，如何在進化過程中維持種群多樣性和全局尋優(yōu)的平衡也是研究的重點。元胞遺傳算法具有多種元胞空間結構，通過改變元胞空間結構就能夠改善進化過程中的種群多樣性，元胞遺傳算法在進化過程中具有能夠在元胞空間鄰域結構內(nèi)維持種群多樣性的配置參數(shù)。種群多樣性的度量方式一直是進化算法一個重要研究方向，在遺傳算法的研究中，已經(jīng)提出了種群多樣性的一些度量方式，主要有表現(xiàn)型、標準差、熵型

3、和基因型等。這四種度量方式都能有效的衡量進化過程中種群的真實多樣性，通過研究論證發(fā)現(xiàn)基因型雖是最為復雜的一種度量方式，但是它反映的種群多樣性是最為接近真實的。本文從基因型這個點切入，對種群個體的多樣性度量方式展開研究，相應的基因型編碼分為二進制編碼、十進制編碼、排列編碼。如今國內(nèi)外研究元胞遺傳算法多樣性的資料顯得十分有限，在參考相關文獻資料的基礎上，對元胞遺傳算法性能進行深入研究，重點分析研究了保持元胞遺傳算法基因型個體與種群的多樣性方

4、法，以及對初始種群多樣性影響因素進行了討論。本文主要針對元胞遺傳算法在進化過程中往往會存在全局尋優(yōu)和局部收斂的平衡問題，闡述了維持種群多樣性的重要性和意義。元胞遺傳算法作為進化算法中的重要部分，它的原理及性能在維持種群多樣性具有較大的優(yōu)勢。本文仔細分析了種群多樣性的基本影響因素和度量方式，并對基因型個體的多樣性展開研究，結合元胞空間結構模型提出了基因型個體多樣性的度量方式，并對度量方式展開分析，總結出了5種較為可靠的度量方式，同時針對元