仿生优化算法研究及其应用

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约束优化问题,特别是组合优化问题,是科学研究与工程计算中最基本的问题之一.有效地求解这些问题一直是仿生优化算法研究的核心,且熟知仍是一个公开的困难问题.该文系统地研究三类最基本的仿生优化算法:反馈神经网络、遗传算法和蚁群优化算法,获得了一系列新的理论与算法执行策略.主要工作包括:第一,严格证明了投影型神经网络对凸规划问题的全局收敛性.同时,通过深化LaSalle不变原理,获得了该神经网络对非凸二次规划问题全局收敛的充分性条件.第二,提出了离散神经网络初始点选择的学习策略.作为组合优化问题的一个求解工具,离散神经网络常常陷入局部最优状态.该文以最大独立集问题为例,说明我们给出的选择策略可以修正这一缺陷,并能有效提高离散神经网络的全局优化性能.第三,基于适应值曲面光滑分析,我们提出了一个新的遗传算法.众所周知,适应值曲面的陡峭性和演化过程中种群多样性的丢失,造成了优化问题遗传算法的难解性.第四,在分析蚁群优化算法应用限制的基础上,提出了求解最大独立集问题的一个全新蚁群算法.最后,我们对仿生优化算法的未来发展给出一个展望.
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