高斯过程及动态混合框架算法求解昂贵约束优化问题

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chanstan
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
进化算法(EAs,EvolutionaryAlgorithms)由于其具有隐并行性及强鲁棒性等特性,被广泛应用于解决单/多目标优化问题。但在进化过程中,进化算法需要对候选解进行大量的目标函数值评价和比较才能获得可接受的最优解。然对复杂优化设计问题,仅一次目标函数评价就需消耗大量时间或计算成本(简称为昂贵问题),因此采用基于原始目标函数值评价的EAs去搜索最优解,代价高昂。同时,现实生活中很多优化问题带有一定的约束条件(称为约束优化问题),虽然已有的约束优化进化算法对一般的约束优化问题有一定的效果,但这些方法并未涉及带有昂贵属性的约束优化问题(称为昂贵约束优化问题)。高斯随机过程(GP,Gaussian stochastic Process)模型(简称高斯过程)是一种代理模型方法,它具有模型参数少且易于求解、克服过度拟合能力强等特点。通过不断添加样本点,可提高高斯过程代理模型的预测精度。约束优化进化算法由进化算法和约束处理技术构成。动态混合框架算法是使用基于多目标的约束处理技术,利用差分进化算法作为搜索策略,在求解约束优化问题上表现出了优良的性能。本文使用高斯过程作为昂贵函数的代理模型,利用增强的动态混合框架算法在求解约束优化问题上优秀的寻优能力,联合求解昂贵约束问题,提出高斯过程—动态混合框架集成算法(GP_DyHF)。本文的研究内容如下:(1)样本集处理:算法使用拉丁超立方体采样方法得到初始样本集,采用模糊聚类方法处理大样本集,减少建立代理模型的计算代价;提出样本集的内部更新模式和外部更新模式,通过这两种方式添加和替换样本点,提高代理模型的预测精度;(2)算法改进:对动态混合框架算法的全局搜索模型和局部搜索模型予以改进,增强了动态混合框架算法的寻优能力;(3)算法集成:集成高斯过程与动态混合框架算法(GP_DyHF算法),在进化过程中使样本集和种群独立更新和进化,但在样本更新时会进行信息交互;为合理使用代理模型和真实函数,根据进化过程中的可行解比例,提出一种动态控制方法,加快算法收敛的同时减少真实目标函数的评价次数。将CEC2006提出的22个benchmark函数作为昂贵约束优化函数,实验分析表明GP_DyHF算法能在确保得到一定的最优解精确度的同时较明显地减少了对昂贵约束函数的评价次数,减少计算代价。
其他文献
在无线传感器网络的分析和设计中,如何高效地利用传感器有限的能源是最为关键的课题之一。通过适当减少各个传感器的传输功率,拓扑控制算法在保证网络连通性的前提下,能够减少能
位置感知技术一直以来都是广大学者所关注的重点,特别是随着物联网(IOT,Internetof Things)及基于位置服务(LBS,Location Based Service)技术的迅速发展,越来越多的用户将位置感
由于无线网络的广播特性,网络编码技术在无线网络上得到了深入的研究。局部网络编码机制中数据包的编码和解码操作都是在局部范围内实现,目前局部网络编码的编码方式多采用CO
智能信息处理是计算机科学与技术领域的重要研究内容之一,而在智能信息处理过程中,人们会遇到许多的不确定性信息。作为一种典型的不确定性信息,二维模糊语言信息不仅可以刻画评
随着高维数据库的快速发展,高维数据库容量越来越大,为加快查询效率,研究者已提出了多种对高维数据建立索引结构的方法,但是这些索引结构在如下两个方面存在着缺陷:一方面,这
电子商务的广义概念是指通过电子方式的所有活动或者各种企业往来,其中最重要的电子方式就是互联网。如今电子商务的销售总额相当于前几年的电子商务销售额的总和,尤其在购物
在当今网络高度普及的信息化时代下,越来越多的高校都建立了自己的门户网站,以便对外宣传、服务及展示自我。高校的门户网站处于互联网这个开放的环境中,在给师生们提供便利的信
在人类认识世界的过程中,人们会不断地接受新的知识,随即人们的认知状态也会发生改变,有时人们遇到的某些新知识会与原来的知识发生矛盾,这时就要对已有的知识库进行更新。如
传统的学习算法都是批量学习算法,即假设一次性获得所有样本,或者获得有代表性的样本,然后用其对分类器进行训练。但在实际的生活中,要一次性获得所有样本,或者获得有代表性的样本
学位