فروشگاه i poroje

موضوع :

مروری بر الگوريتم های بهينه سازي با محوريت الگوريتم توليد مثل غير جنسي (ARO)

تعداد صفحات : 142 صفحه

فرمت فایل : word (ورد)

فهرست مطالب :

چكيده
مقدمه
فصل اول مروری بر برخي از روش هاي بهينه ساز
1–1:مقدمه
1-2: مفاهيم بهينه سازي
1-2-1: فضاي جستجو
1-2-2 :جمعيت
1-2-3: تابع هدف
1-2-4: بهينه محلي و سراسري
1-2-5‌‌‌ :همگرايي
1-3 : روشهای بهینه سازی تک هدفه
1-3-1 : روشهای بهینه سازی کلاسیک
1-3-1-1 : بهینه سازی تحلیلی
1-3-1-2: بهینه سازی خطی و سیمپلکس
1-3-2 :الگوریتم های فرا اکتشافی
1-3-2-1 : طبقه بندی فرااکتشاف ها
1-3-2-2 : الگوریتم های تکاملی
1-3-2-2-1 :روشهای مبتنی بر جستجوی محلی
1-3-2-2-1-1 :جستجوی ممنوع
2-3-2-2-1-2: شبیه ساز سرد کردن فلزات
1-3-2-2-2 :روشهای مبتنی بر جمعیت
1-3-2-2-2-1 : الگوریتم ژنتیک(GA)
1-3-2-2-2-2: بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO)
1-3-2-2-2-3: بهینه سازی کلونی مورچه(ACO)
1-3-2-2-2-4: الگوريتم جستجوي فرا اكتشافي (SDS)
1-3-2-2-2-5:الگوريتم كلوني زنبورهاي مصنوعي(ABC)
1-3-2-2-2-6:الگوريتم رقابت استعماري (ICA)
* 1-3-2-2-2-7:الگوريتم کرم های شب تاب(FA)
1-3-2-2-2-8:الگوريتم بهينه سازي فاخته(COA)
1-3-2-2-2-9:الگوريتم حيات مصنوعي(ALA)
1-3-2-2-2-10:الگوریتم تركيبي حیات مصنوعی و جستجوی ممنوع (ALRT)..
1-4بهينهسازيچندهدفه
1-4-1 مسائلاصليدرطراحيمتاهيوريستيکچندهدفه
1-4-2استراتژي‏هاياختصاصارزش
1-4-3حفظتنـوع
1-4-4 معرفیچندالگوریتمتکاملیمشهور
1-4-4-1 الگوریتمNSGA
1-4-4-2 الگوریتمNSGA -II
1-4-4-3 الگوریتمNPGA
1-4-4-4 الگوریتمSPEA
فصل دومبررسي الگوريتم بهينه سازي توليد مثل غير جنسي(ARO)
2-1:مقدمه
2-2:مبناي بيولوژيكي الگوريتم توليد مثل غير جنسي
2-3: الگوريتم تولید مثل غیر جنسی (ARO )
2-4 :توانایی جستجوی تطبیقی در الگوریتم تولید مثل غیر جنسی
2-5 : نسخه حقيقي الگوريتم توليد مثل غير جنسي
2-6 : مقايسه الگوريتم ARO با الگوريتم ژنتيك(GA)
2-7 : مزايا و معايب الگوريتم بهينه سازي توليد مثل غير جنسي
فصل سوممقايسه كارايي الگوريتم ARO با الگوريتم هاي PSO
4-1 :مقايسه الگوريتم ARO با الگوريتم PSO
فصل پنجم نتیجه گیری
نتیجه گیری
مراجع
فهرست اشکال
شکل 1-1:جهت جستجو در سیمپلکس
شکل 1-2: انعکاس، انبساط و انقباض
شکل 1-3: جهت جستجو از عملگر برش سیمپلکس
شکل 1-4: توزیع اعضاء جدید در عملگر برش سیمپلکس
شکل 1-5: مقایسه دو روش انتخاب
شکل 1-6 : جهت¬های جستجوی چندتایی سیمپلکس
شکل 1-7 : مثالی از نقاط بهینه محلی و سراسری یک تابع
شکل 1-8 : نحوه عملکرد الگوریتم جستجوی ممنوع و الگوریتم شبیه سازی تبرید
شکل 1-9 : شبه کد الگوریتم جستجوی ممنوعه
شکل 1-10 : شبه کد الگوریتم شبیه سازی سردن کردن فلزات
شکل 1-11 : شبه کد روش SUS
شکل 1-12 : اعمال عملگر ترکیب تک نقطه ای
شکل 1-13 :اعمال عملگر ترکیب دو نقطه ای
شکل 1-14 : اعمال عملگرجهش بر روی یک کرو موزوم
شکل 1-15 : حفظ گوناگونی ذرات
شکل 1-16 : گیر افتادن ذره در مینمم محلی و ازبین رفتن گوناگونی
شکل 1-17 : الگوي حركت يك ذره در گروه
شکل 1-18 : شبه كد الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات
شکل 1-19 : پیدا کردن کوتاهترین مسیر حول یک مانع
شکل 1-20 : شبه کد الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه ها
شکل 1-21 : فلوچارت الگوريتم رقابت استعماري
شکل 1-22 :اجزاي اجتماعي سياسي تشکيل دهنده يک کشور
شکل 1-23 :چگونگي شکل‌گيري امپراطوري‌هاي اوليه
شکل 1-24 :شماي کلي حرکت مستعمرات به سمت امپرياليست.
شکل 1-25 :حرکت واقعي مستعمرات به سمت امپرياليست
شکل 1-26 :تغيير جاي استعمارگر و مستعمره
شکل 1-27 :کل امپراطوري، پس از تغيير موقعيت‌ها
شکل 1-28 :شماي کلي رقابت استعماري
شکل 1-29 :سقوط امپراطوري‌ ضعيف
شکل 1-30 :شمای کلی الگوریتم کرم شب تاب
شکل 1-31 : فلوچارت الگوريتم رقابت استعماري
شکل 1-32 :فلوچارت الگوریتم بهينه سازي فاخته
شکل 1-33 :شعاع تخم گذاري فاخته
شکل 1-34: نواحي زندگي فاخته ها
شکل 1-35 :منطقه همسایگی تعریف شده برای ارگانیزم ها
شکل 1-36 :زنجیره غذایی بین ارگانیزم ها و منابع
شکل 1-37 :فلوچارت الگوریتم حیات مصنوعی
شکل 1-38 :مقدار دهی اولیه ارگانیزم ها در سیستم حیات مصنوعی
شکل 1-39 :تشکیل کلونی ها در مکانهای بهینه مساله پس از 100 چرخه حیات
شکل 1-40 :کاهش مقدار خطا در طول اجرا های مختلف برای تابع تست
شکل 1-41 :فلوچارت الگوریتم ترکیبی حیات مصنوعی و جستجوی ممنوع
شکل 1-42 :فضای تصمیم و فضای هدف در MOP
شکل 1-43 :جواب‏های غیر غالب در فضای هدف
شکل 1-44 :مثال‏هایی از جعبه های پارتو
شکل 1-45 :مفاهیم حاکمیت ضعیف و حاکمیت اکید
شکل 1-46 :مفهوم حاکمیت
شکل 1-47 :اختصاص ارزش: برخي از روش‏هاي دسته بندي مبتني بر حاکميت
شکل 1-48 : استراتژی‏های حفظ تنوع
شکل 1-49 :شبه کد الگوریتم NSGA
شکل 1-50 :شبه کد الگوریتم چندهدفه NSGA-II
شکل 1-51 :متد ایجاد تنوع در NSGA-II
شکل 1-52 :چگونگی کارکرد الگوریتم NSGA-II
شکل 1-53 :شبه کد الگوریتم NPGA
شکل 1-54 :شبه کد الگوریتم SPEA
شکل 2-1 :تصویر یک کروموزوم با سه بخش
شکل 2-2 :شبه کد الگوریتم تولید مثل غیر جنسی
شکل 2-3 :مکانیزم تولید کروموزوم جوانه
شکل 2-4 :ناحيه اي كه ممكن است جوانه(Bud) با عملگر هاي توليد مثل، توليد شود
شکل 2-5 :مسير حركتي والد از نقطه مقدار دهي اوليه تا رسيدن به نقطه هدف

چکیده
الگوريتم هاي بهينه‌سازي الهام گرفته از طبيعت به عنوان روشهاي هوشمند بهينه‌سازي در کنار روش‌هاي کلاسيک موفقيت قابل ملاحظه‌اي از خود نشان داده‌اند. از جمله اين روش‌ها مي‌توان به الگوريتم‌هاي ژنتيک (الهام گرفته از تکامل بيولوژيکي انسان و ساير موجودات)، بهينه سازي ازدحام ذرات (الهام گرفته از حركت گروهي ماهيها و پرندگان) و الگوريتم بهينه سازي حيات مصنوعي ( شبيه سازي رفتارهاي موجودات زنده در يك سيستم مصنوعي) اشاره كرد.اين روش‌ها در حل بسياري از مسائل بهينه‌سازي در حوزه‌هاي مختلفي چون تعيين مسير بهينه عامل‌هاي خودکار، طراحي بهينه کنترل کننده براي پروسه هاي صنعتي، حل مسائل عمده مهندسي صنايع همانند طراحي چيدمان بهينه براي واحدهاي صنعتي، حل مسائل صف و نيز در طراحي عامل‌هاي هوشمند استفاده شده‌اند
در اين نوشتار پس از مروري بر برخي از الگوريتم هاي بهينه سازي به بررسي يكي از الگوريتم هاي جديد بهينه سازي با نام الگوريتم توليد مثل غير جنسي (ARO)خواهيم پرداخت. اين الگوريتم يكي از الگوريتم هاي جديد مبتني بر يك فرد مي باشد كه از روش توليد مثل غير جنسي الهام گرفته شده است كه به عنوان يك پديده زيستي جالب و مورد توجه شناخته مي شود. در واقع ما مي توانيم اين الگوريتم را به عنوان يك الگوريتم تكاملي در نظر بگيريم كه به صورت محاسباتي يا رياضي روش جوانه زدن در توليد مثل غير جنسي را مدل سازي مي كند. در اين الگوريتم والد از طريق اپراتورهاي توليد مثل يك جوانه يا شكوفه را توليد مي كند. پس از اين توليد مثل و به وجود آمدن جوانه، والد و جوانه براي زنده ماندن با يكديگر رقابت مي كنند معيار برتري در رقابت هم بر اساس شايستگي شان در تابع هدف مسئله بهينه سازي مي باشد. در واقع اين رقابت باعث مي شود تا فرد برتر زنده بماند و فرد ضعيفتر از بين برود
پياده سازي نسخه باينري و حقيقي اين الگوريتم و تست آن بر روي توابع معيار استاندارد نشان دهنده كيفيت مطلوب الگوريتم در دستيابي به بهترين حالت در هر تابع تست مي باشد. همچنين در فصل سوم اين الگوريتم با الگوريتم بهينه سازي ازدحام ذرات بر روي چند تابع تست مقايسه شده است كه نتايج حاصل از اين الگوريتم حاكي از قدرت بالاي الگوريتم در حل مسايل بهينه سازي مي باشد.

کلمات کلیدی : بهينه سازي، الگوریتم حیات مصنوعی، توليد مثل غير جنسی