Исследование и разработка алгоритмов эволюционного моделирования с динамическими параметрами
Диссертация
Проведены сравнения представленных алгоритмов с простым генетическим алгоритмом, генетическим алгоритмом, используемым в программе Genehunter, которые показали преимущество алгоритмов эволюционного моделирования с динамическими параметрами при решении задач оптимизации для многомодальных тестовых функций. Лучшие результаты показал поколенческий эволюционный алгоритм (ЭА5) для всех исследуемых… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
- 1. 1. Эволюционное моделирование
- 1. 2. Типы генетических алгоритмов
- 1. 3. Примеры программной реализации
- 1. 4. Выводы
- 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭВОЛЮЦИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
- 2. 1. Модели эволюции
- 2. 1. 1. Модель эволюции Дульнева
- 2. 1. 2. Дискретные модели циклов жизни
- 2. 1. 3. Модель старения Маккендрика — фон Фёрстера
- 2. 1. 4. Оптимизация эволюционных процессов с помощью управления размером популяции
- 2. 2. Использование моделей эволюции для решения задач оптимизации
- 2. 3. Методы повышения эффективности эволюционного моделирования
- 2. 4. Выводы
- 2. 1. Модели эволюции
- 3. ЭВОЛЮЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ С ДИНАМИЧЕСКИМ ИЗМЕНЕНИЕМ ПАРАМЕТРОВ
- 3. 1. Эволюционные алгоритмы с динамическими параметрами
- 3. 2. Оценка эффективности алгоритмов эволюционного моделирования с динамическими параметрами
- 3. 3. Выводы
- 4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АЛГОРИТМОВ И
- АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 4. 1. Разработка инструментальной среды эволюционного моделирования
- 4. 2. Экспериментальные исследования эволюционных алгоритмов с динамическими параметрами
- 4. 3. Влияние динамических параметров эволюционных алгоритмов на нахождение оптимального решения
- 4. 4. Оценка эффективности эволюционных алгоритмов с динамическими параметрами
- 4. 5. Выводы
Список литературы
- Holland John Н., Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Application to Biology, Control, and Artificial Intelligence. USA: University of Michigan, 1975.
- D.B. Fogel. Evolutionary Computation. New York. NY: IEEE Press, 1995.
- Goldberd David E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. USA: Addison-Wesley Publishing Company, Inc., 1989, 412 p.
- J. Koza. Genetic Programming: on the Programming of Computers my Means of Natural Selection, Cambridge, MA: MIT Press, 1992.
- Букатова И.Л. Эволюционное моделирование и его приложения. М.: Наука, 1991.
- Д.И. Батищев. Генетический алгоритм решения экстремальных задач. Нижний Новгород, Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского, 1995.
- Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor I. Chambers. Washington, USA, CRC Press, 1999.
- Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor I. Chambers. V. l, Washington, USA, CRC Press, 1995.
- Practical Handbook of Genetic Algorithms. Editor I. Chambers. V.2, Washington, USA, CRC Press, 1995.
- B.M. Курейчик, В. В. Курейчик. Генетический алгоритм разбиения графа. //Изв. РАН. Теории и системы управления № 4, 1999.
- В.М. Курейчик В. М. Генетические алгоритмы. Монография. Таганрог: ТРТУ, 1998, ил.
- V.M. Kureichik, L.A. Zinchenko. Evolutionary adaptation in the modeling of nonlinear electrical circuits. Proceedings NOLTA 2000, Dresden, 17−21 September, 2000, v. l, p. 221−224.
- Корнеев В.В., Гареев А. Ф. и др. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. М. Нолидж, 2000. 352 с.
- Г. Е. Колосов. Об одной задаче управления численностью популяции. .//Изв. РАН. Теории и системы управления под № 2, 1995.
- В.В. Курейчик. Эволюционные методы решения оптимизационных задач. Таганрог, 1999, ТРТУ.
- Д.И. Батищев, Т. С. Кулакова, Д. Е. Шапошников. Применение эволюционно-генетических алгоритмов САПР. //Всерос. совещ.-семинар «Мат. обеспеч. высок, технол. в техн. обр. и мед.», Воронеж, 3−5 ноября, 1994.: Тез. докл. 1994, — с. 125−126.
- В.М. Курейчик. Генетические алгоритмы. Состояние. Проблемы. Перспективы. //Изв. РАН. Теории и системы управления под № 1, 1999. с. 144−160.
- Курейчик В.М. Генетические алгоритмы и их применение. Монография. Таганрог: изд-во ТРТУ, 2002, 242 с.
- В.М. Курейчик. Учебное пособие «Методы генетического поиска». Часть 1. Таганрог, 1998, ТРТУ.
- Г. Н. Дульнев. Введение в синергетику. СПб.: Изд-во «Проспект», 1998.
- А.В. Осыка. Экспериментальное исследование зависимости скорости сходимости генетического алгоритма от его параметров. //Изв. РАН. Теории и системы управления № 5, 1997. с. 100−111.
- О. Cordon, Н. Herrera, М. Lozano. A classified review on the combination fuzzy logic-genetic algorithms bibliography. http://descai.ugr.s/~herrera/flga.html, Granada, Spain, 1995.
- F. Herrera, M. Lozano. Adaptive Genetic Algorithms, based on Fuzzy Techniques. Proc. Of IPMU'96, Granada, Spain, 1996, p. 775−780.
- R. Subbu, A. Anderson, P.P. Bonissone. Fuzzy Logic Controlled Genetic Algorithms versus Tuned Genetic Algorithms. Proc. IEEE Int. Symp. On Intelligent Control, NIST, Maryland, 1998.
- Ю.А. Абилов, Р. А. Алиев, И. М. Насиров. Генетический алгоритм с групповым выбором и направленной мутацией. //Изв. РАН. Теории и системы управления № 5, 1997. с. 96−99.
- Evolver, Risk Analysis, Monte Carlo Simulation, Optimization Software. //www.palisade.com/html/seminars/evolver.html
- NeuroProject, GeneHunter НейроПроект, генетические алгоритмы, //www.neuroprojekt.ru/bghunt 1 .htm, Ward Systems Group, Нейропроект, 1999 г.
- NeuroProjekt, Neuroshell Trader, Trading Strategy Wizard. //www.neuroprojekt.ru/T trad.htm. Ward Systems Group, Нейропроект, 2000 г.
- Курейчик B.M., Зинченко Jl.А. Эволюционное моделирование с динамическим изменением параметров. Труды VII национальной конференции по искусственному интеллекту, М., Физматлит, 2000, с. 516— 523.
- Grefensette J. Optimisation of Control Parameters for genetic algorithms, IEEE Transactions onSystems, Man and Cybernetics, 16(1), 1986.
- Искусственный интеллект. Справочник в 3 кн. М. Радио и связь, 1990.
- Исследование генетических методов оптимизации: Отчет о НИР/ТРТУ, № темы 12 346. инв.№ 02.970 001 838, 1996, 45 стр.
- Поспелов Г. С. Искусственный интеллект основа новой информационной технологии. М.: Наука, 1988.
- Handbook of Genetic Algorithms, Edited by Lawrence Davis. USA: Van Nostrand Reinhold, New York, 1991.
- Genetics Algorithms. Editor Lawrence Elbaum. Proceedings of the 1st International conf., New Jersey, USA, Associates Publishers, 1985.
- Genetic Algorithm. Editor D. Schaffer D. Proceedings 3d International conf., San Mateo, USA, Morgan Kaufman Publishers, 1989.
- Genetics Algorithms. Editors R. Belew, L.Booker. Proceedings of the 4th International conf., San Mateo, USA, Morgan Kaufman Publishers, 1991.
- Genetics Algorithms. Editor R. Forrest. Proceedings of 5th International conf., San Mateo, USA, Morgan Kaufman Publishers, 1993.
- Genetics Algorithms. Editor T.Back. Proceedings of the 7th International conf., San Francisco, USA, Morgan Kaufman Publishers, Inc, 1997.
- L.A. Zadeh. Fussy Logic and Soft Computing: Issues, Contentions and Perspective. Proc. Of IIZUKA 94, Third Int. Conf. On Fuzzy Logic, Neutral Nets and Soft Computing, 1−2, Iizuka, Japan, 1994.
- L.A. Zadeh. Some reflection on soft computing, granular computing and their roles in the conception, design and utilization of information/intelligent systems, Soft computing. A Fusion of Foundations, Methodologies and Applications, 2(1), 7−11, 1998.
- P.P. Bonissone, Y.-T. Chen, K. Goebel, K.S. Khedkar. Hybrid soft computing systems: Industrial and Commercial Applications, Proceedings of IEEE, 87(9), 1641−1667, 1999.
- Michalewitch Z. Genetic Algorithms+ Data Structure= Evolution Program. Springer-Verlag, New York, 1994.
- Back T. Evolutionary Algorithms in theory and Practice. Oxford University Press, New York, 1996.
- Back Т., Fogel D.B. and Michalewicz. Handbook of Evolutionary Computation, Institute of Physics Publishing Ltd., Bristol and Oxford University Press, New York, 1997.
- Fogel D. B. An Introduction to Simulated Evolutionary Optimization. IEEE Transactions on Neutral Networks, v. 5, no. 1, Jan. 1994, p.3−14.
- Fogel D.B. On the Philosophical Difference between Evolutionary Algorithms and Genetic Algorithms. Proceedings of the Second Annual Conference on Evolutionary Programming, ed. by D.B. Fogel and W. Atmar. Palo Alto, 1993, CA: Morgan Kauffman.
- Angeline P.J., Pollack J.B. Evolutionary Module Acquisition. Proceedings of the Second Annual Conference on Evolutionary Programming., ed. by D.B. Fogel and W. Atmar. Palo Alto, 1993, CA: Morgan Kauffman.
- Fogel D. В. The Evolution of Intelligent Decision Making in Gaming. Cybernetica and Systems, 1991, vol.22, p. 223−226.
- Paredis J. Steps towards co-evolutionary classification neutral networks. Artifical life, IV Cambridge, MA: MIT Press, 1994, p. 102−108.
- Cochrane E. Viva Lamark: A Brief History of the Inheritance of Acquired Characteristics, 1997. http: // www.ames.net/aeon/
- Reynolds C.W. Competition, Coevolution and the Game of Tag. Artifical Life IV, Cambridge, MA: MIT Press, 1994, p.59−69.
- Курейчик B.M. Генетические алгоритмы. Обзор и состояние. Новости ИИ, 1998, № 3. с. 14−64.
- V.M. Kureichik, L.A. Zinchenko. Evolution modeling of integrated dynamic systems. Proceedings ICAFS 2000, Siegen, Germany, June 27−29 2000, Verlag, p. 160−164.
- Зинченко JI.A. Алгоритмы численно -аналитического моделирования и средства программной поддержки САПР электронных устройств. Таганрог, ТРТУ, 1999.- 194 с.
- V.M. Kureichik, L.A. Zinchenko. Evolutionary design on the basis of symbolic methods. Proceedings 4 International Congress «Computer science for design and technology 2000», Moskow, Russia, v.2, p. 289−292.
- V.M. Kureichik, L.A. Zinchenko. Symbolic information technologies in evolutionary modeling. Proceedings ECAI 2000, Berlin, 20−25 August, 2000, ASC 2000, p. 50−53.
- K.A. De Jong, An Analysis of the Behavior of a Class of Genetic-adaptive Systems. Ph.D. Thesis, University of Michigan, 1975.
- M.A. Lee, H. Tagaki. Dynamic control of genetic algorithms using fuzzy logic tehnics, Proc. 5 Int. Conf. On GA, pp. 76−83, Morgan Kaufmann, CA, 1993.
- R. Subbu, A. Anderson, P.P. Bonissone. Fuzzy Logic Controlled Genetic Algorithms versus Tuned Genetic Algorithms. Proc. IEEE Int. Symp. On Intelligent Control, NIST, Maryland, 1998.
- Хакен Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах. М.: Мир, 1985.
- Potts СЛ., Giddens T.D., Yadav S.B. The Development and Evaluation of an Improved Genetic Algorithm Based on Migration and Artificial selection. IEEE Trans, on Systems, Man and Cybernetics, vol.24, No. l, 1994, p. 73 86.
- B.M. Курейчик, Jl.А. Зинченко. Эволюционное моделирование на основе символьных информационных технологий. Интеллектуальное управление. М.: Физматлит, 1999, с.64−68.
- В.М. Курейчик, Л. А. Зинченко. Алгоритмы эволюционного проектирования электронных устройств в статическом режиме. Изв. ТРТУ, № 2, 2000, с. 85−89.
- Michalewicz Zbigniew, Michalewicz Maciej. Evolutionary computation: main paradigms and current directions. //Appl. Math, and Comput. Sci. -1996. -6, № 3. c.393−413.
- Mayer M. Parallel GA for the DAG Vertex spelling problem. Thesis, Univesity of Missouri, USA, 1993. 78 p.
- Т. Струнков. Что такое генетические алгоритмы. //www.neuroprojekt.ru/bghuntl.htm. Ward Systems Group, Нейропроект, PC Week RE, 1999r.
- A. Chipperfield, P. Fleming. Evolutionary Computation. An Overview of Evolutionary Algorithms for Control Systems Engineering. http://www.shef.ac.uk/uni/proiects/gaipp/controll.html, 1996r.
- C. Fonseca, P. Fleming. An Overview of Evolutionary Algorithms in Multiobjektive Optimization. Evolutionary Computation, 3, 1995r.
- C. Hansen, M. Simpson, B. Cazzolato. Genetic algorithms for active sound and vibration control. Department of Mechanical Engineering, University of Adelaide, South Australia, www. iee99pap.html, 1999r.
- Хабарова И.В., Назаренко А. А. Генетический криптоанализ блочных шифров на основе DES. // Известия ТРТУ, Таганрог, ТРТУ. 1999. № 3, с. 154−158.
- Курейчик В.М., Божич В. И., Хабарова И. В. Применение генетических алгоритмов в задачах криптоанализа. Криптосистемы с закрытым ключом. // Методическое пособие № 1221−2, Таганрог: ТРТУ, 2000 г., 24 е.
- Хабарова И.В. Моделирование целевой функции для генетического криптоанализа шифра DES. // Тезисы докладов V всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «КРЭС-2000», Таганрог, ТРТУ. -2000г., с. 94.
- Курейчик В.М., Зинченко Л. А., Хабарова И. В. Алгоритмы эволюционного моделирования с динамическими параметрами. // Информационные технологии № 6, изд. «Машиностроение», 2001 г, с. 1015.
- Курейчик В.М., Зинченко Л. А., Хабарова И. В. Алгоритмы эволюционного моделирования с динамическими операторами редукции.// Известия ТРТУ, Таганрог, ТРТУ. 2001. № 4, с. 148−153.
- Зинченко Л.А., Хабарова И. В. Сравнительный анализ экспериментальных исследований алгоритмов эволюционного моделирования с динамическими параметрами. //Известия ТРТУ, Таганрог, ТРТУ. 2002. № 1, с. 234−235.
- Хабарова И.В. Разработка среды эволюционного моделирования с динамическими параметрами DYNGEN.
- Хабарова И.В. Исследование влияния динамических параметров в эволюционном моделировании. //Известия ТРТУ, Таганрог, ТРТУ. 2001. № 4, с. 372−373.
- Курейчик В.М., Зинченко JI.A., Хабарова И. В. Программа эволюционного моделирования с динамическими параметрами. Per. № 2 001 611 359 в ФИПС. -2001.
- Курейчик В.М., Курейчик В. В. Эволюционные, синергетические и гомеостатические стратегии. Состояние и перспективы// Новости искусственного интеллекта. М., № 3,2000, с.22−92.
- Курейчик В.М., Курейчик В. В. Генетические алгоритмы в комбинаторно-логических задачах искусственного интеллекта// Труды 6-й национальной конференции с международным участием КИИ-98, том 2, Пущино, 1998, с.720−725.
- Muehlenbein Н., Kureichik V.M., Mahnig Т., Zinchenko L.A., Algorithms of evolutionary modeling with knowledge for multi-agent CAD systems, Proceedings International IEEE conference INES 2001, Finland, p. 185−190.
- Kureichik V.M., Zinchenko L.A. Evolutionary design of nonlinear circuits, Proceedings International conference on soft computing 2001, June 6−8 2001, Verlag, p. 149−153.
- Kureichik V.M., Zinchenko L.A., Evolution design of electronic devices, Proceedings ICECS 2000, 7 International conference on electronics, circuits and systems, Kaslik, Lebanon, December 17−20, 2000, v.2, pp. 879−882.
- Kureichik V.M., Zinchenko L.A. Evolutionary adaptation in the modeling of nonlinear electrical circuits. Proceedings NOLTA 2000, Dresden, 17−21 September, 2000, v. l, pp. 221−224.
- Курейчик B.M., Зинченко JI.A. Эволюционное моделирование с использованием динамических параметров // Труды VII национальнойконференции по искусственному интеллекту. М.: Физматлит, 2000. — С. 516−523.
- Курейчик В.М., Зинченко JT.A. Применение интервальной алгебры в динамических алгоритмах эволюционного моделирования с накоплением знаний // Труды конгресса «Искусственный интеллект в 21 веке» ICAI 2001. М.: Физматлит, 2001. — С. 606−621.
- Курейчик В.В. Эволюционные, синергетические и гомеостатические методы принятия решений. Монография. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001.
- Kureichik V.Y. Gomeostatic, sinergetic end evolutionery principles of decision support systems. Proceedings 4-th International conference on application of fuzzy systems and soft computing. ICAFS, Siegen, Germany, Juny, 2000, pp. 157−159.
- Курейчик В.В. Гомеостатические, синергетические и эволюционные принципы поиска решений// Известия ТРТУ, № 2, 2000, с.337−338.
- Букатова И.Л. Эволюционные технологии средства интенсивной информатизации. М.: РАН, ИРЭ, препринт № 5(593), 1994.
- Букатова И.Л. Когнитивные процессы эволюционирующих систем. М.: РАН, ИРЭ, препринт № 10(598), 1994.
- Эволюционные вычисления и генетические алгоритмы. Составители Гудман Э. Д., Коваленко А. П. Обозрение прикладной и промышленной математики. М.: Изд-во ТВП, 1966.
- Холланд Д. Генетические алгоритмы. В мире науки. 1992. № 9−10. с.32−40.
- Фогель Л., Оуэне А., Уолш М. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование. М.: Мир, 1969, 230 с.
- Mitchell М. An Introduction to Genetic Algorithms. Cambridge, M.A.: MIT Press, 1996.
- Редько В. Г. Эволюционная кибернетика. М.: Наука, 2001, с. 64−72.
- Колесников А.А. Синергетическая теория управления. М.: Энергоатомиздат, 1994.
- Колесников А.А. Основы теории синергетического управления. М.: из-во «Испо-Сервис», 2000 г., 16 с.
- Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. М., Высшая школа, 1988. 239 е.: ил.
- Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М., Наука., 1971. 576 с.: ил.
- Применение математических методов и ЭВМ. Планирование и обработка результатов эксперимента: Учеб. пособие. / Под общ. ред. Останина А. Н. Минск.: Вышэйшая школа., 1989. 218 с.: ил.
- Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М., Металлургия, 1969. 157 с.: ил.