MATLAB智能算法30个案例分析.doc

MATLAB智能算法30个案例分析智能算法是我们在学****中经常遇到的算法,主要包括遗传算法,免疫算法,粒子群算法,神经网络等,智能算法对于很多人来说,既爱又恨,爱是因为熟练的掌握几种智能算法,能够很方便的解决我们的论坛问题,恨是因为智能算法感觉比较“玄乎”,很难理解,更难用它来解决问题。  因此,我们组织了王辉,史峰,郁磊,胡斐四名高手共同写作MATLAB智能算法,该书包含了遗传算法,免疫算法,粒子群算法,鱼群算法,多目标pareto算法,模拟退火算法,蚁群算法,神经网络,SVM等,本书最大的特点在于以案例为导向,每个案例针对一个实际问题,给出全部程序和求解思路,并配套相关讲解视频,使读者在读过一个案例之后能够快速掌握这种方法,并且会套用案例程序来编写自己的程序。本书作者在线,读者和会员可以向作者提问,作者做到有问必答。  本书和目录如下:1基于遗传算法的TSP算法(王辉)TSP(旅行商问题—TravelingSalesmanProblem),是典型的NP完全问题,即其最坏情况下的时间复杂性随着问题规模的增大按指数方式增长,到目前为止不能找到一个多项式时间的有效算法。遗传算法是一种进化算法,其基本原理是仿效生物界中的“物竞天择、适者生存”的演化法则。遗传算法的做法是把问题参数编码为染色体,再利用迭代的方式进行选择、交叉以及变异等运算来交换种群中染色体的信息,最终生成符合优化目标的染色体。实践证明,遗传算法对于解决TSP问题等组合优化问题具有较好的寻优性能。2基于遗传算法和非线性规划的函数寻优算法(史峰)遗传算法提供了求解非线性规划的通用框架,它不依赖于问题的具体领域。遗传算法的优点是将问题参数编码成染色体后进行优化,而不针对参数本身,从而不受函数约束条件的限制;搜索过程从问题解的一个集合开始,而不是单个个体,具有隐含并行搜索特性,可大大减少陷入局部最小的可能性。而且优化计算时算法不依赖于梯度信息,且不要求目标函数连续及可导,使其适于求解传统搜索方法难以解决的大规模、非线性组合优化问题。3基于遗传算法的BP神经网络优化算法(王辉)BP模型被广泛地应用于模式分类、,且很容易陷入局部极小点,而遗传算法具有并行搜索、效率高、,多数情况下只能收敛到全局次优解,,将有监督学****的BP算法与之结合以达到优势互补、提高算法的稳定性和全局搜索能力的目的。4设菲尔德大学的MATLAB遗传算法工具箱(王辉)Matlab遗传算法(icAlgorithm)优化工具箱是基于基本操作及终止条件、二进制和十进制相互转换等操作的综合函数库。其实现步骤包括:通过输入及输出函数求出遗传算法主函数、初始种群的生成函数,采用选择、交叉、变异操作求得基本遗传操作函数。以函数仿真为例,对该函数优化和GA改进,只需改写函数m文件形式即可。5基于遗传算法的LQR控制优化算法(胡斐)LQR控制在工程中得到了广泛的应用,对于LQR最优控制方法,性能指标中权重矩阵的选择对控制系统的性能有很大影响。权重矩阵通常的确定方法,首先是根据经验初步确定,然后通过模拟,根据输出响应量逐步调整权重系数,直到获得满意的输出响应量为止。这种确定方法不仅费时,而且无法获得最优的权重矩阵使系统性能达到最优。本案例将研究基于遗传算法的LQR控制优化算法,利用遗传算法的全局寻优能力,搜索权重矩阵。6遗传算法工具箱详解及应用(胡斐)MATLAB自带的遗传算法与直接搜索工具箱(icAlgorithmandDirectSearchToolbox,GADST),可以较好地解决与遗传算法相关的各种问题。GADST可以通过GUI界面调用,也可以通过命令行方式调用,使用简单方便。本案例将对GADST函数库的遗传算法部分进行详细的代码分析和讲解,并通过求解非线性方程组介绍GADST的使用方法。7多种群遗传算法的函数优化算法(王辉)标准遗传算法有时候会出现未成熟收敛问题,在求解多目标优化问题时显得尤其严重。遗传算法存在未成熟收敛问题,在求解多目标优化问题时显得尤其严重。因此已有学者提出了多种群遗传算法。该算法中多个种群使用同一目标函数,各种群的交叉率和变异率取不同的固定值,以搜索不同解空间中的最优解,种群之间定期进行信息交换。多种群遗传算法能在一定程度上缓解遗传算法的不成熟收敛问题。8基于量子遗传算法的函数寻优算法(王辉)量子遗传算法(icAlgorithm,QGA)是量子计算与遗传算法(icAlgorithm,GA)相结合的产物,是一种新发展起来的概率进化算法。量子遗传算法是将量子计算与遗传算法相结合而形成的一种混合遗传算法,它弥补了传统遗传算法的某些不足;