基于代理模型的演化算法及其算法組合
發(fā)布時(shí)間:2021-03-15 05:36
計(jì)算高代價(jià)問題廣泛存在于實(shí)際工業(yè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)領(lǐng)域。這類問題往往不存在具體的數(shù)學(xué)表達(dá)式,無法用常規(guī)數(shù)值方法解決。演化算法作為一種不依賴梯度信息解決優(yōu)化問題的優(yōu)化算法,通過大量的適應(yīng)度評估來選擇優(yōu)良的個(gè)體,從而找到問題的最優(yōu)解。然而,評估一次高代價(jià)問題的解需要消耗大量計(jì)算成本。這使得常規(guī)演化算法在這類高代價(jià)問題中很難發(fā)揮優(yōu)良的性能。對此,研究人員們提出了代理模型輔助的演化算法:該類算法利用代理模型代替真實(shí)昂貴的適應(yīng)度評估過程,能在一般的演化算法中替代大部分的真實(shí)評估過程。該類算法在大大降低真實(shí)的適應(yīng)度評價(jià)次數(shù)的同時(shí),依然保持著演化算法優(yōu)秀的優(yōu)化能力。在高代價(jià)問題中,存在一類超高代價(jià)問題。對超高代價(jià)問題解的一次評估往往需要幾個(gè)小時(shí)、甚至幾天的計(jì)算時(shí)間以及高昂的經(jīng)濟(jì)開銷。當(dāng)總的計(jì)算成本很有限的情況下,解決超高代價(jià)問題所擁有的總個(gè)體評價(jià)次數(shù)將會(huì)非常少。這在現(xiàn)有很多算法中,只能滿足算法初始化的要求。因而,高效地解決這類問題在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中具有十分重要的意義。在本文的工作中,我們對已有的代理模型輔助的演化算法框架進(jìn)行改進(jìn),針對超高代價(jià)問題提出了基于Voronoi的代理模型輔助的演化算法。在該算法中,我...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 演化算法及高代價(jià)問題概述
1.2 基于代理模型的演化算法
1.3 算法投資組合概述
1.4 論文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
1.6 本章小結(jié)
第2章 相關(guān)工作綜述
2.1 基于代理模型的演化算法綜述
2.1.1 基于絕對適應(yīng)度的代理模型
2.1.2 基于相對適應(yīng)度的代理模型
2.1.3 總結(jié)與討論
2.2 算法投資組合框架綜述
2.2.1 并行投資組合框架
2.2.2 串行投資組合框架
2.2.3 總結(jié)與討論
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于Voronoi的代理模型輔助的演化算法
3.1 引言
3.2 相關(guān)工作簡介
3.2.1 RBF模型
3.2.2 留一法交叉驗(yàn)證
3.2.3 Voronoi圖分割
3.3 基于Voronoi圖的代理模型輔助的演化算法
3.3.1 全局搜索
3.3.2 局部搜索
3.3.3 分析與討論
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
3.4.2 算法在測試集上的性能研究
3.4.3 基于Voronoi的局部搜索性能研究
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于代理模型的演化算法投資組合策略
4.1 引言
4.2 相關(guān)工作簡介
4.2.1 負(fù)相關(guān)搜索策略
4.2.2 多臂老虎機(jī)問題
4.3 基于代理模型的演化算法的投資組合策略
4.3.1 并行IB-SAEA框架
4.3.2 基于UCB的 IB-SAEA框架
4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.4.2 組合算法與子算法對比實(shí)驗(yàn)
4.4.3 組合框架風(fēng)險(xiǎn)分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號:3083653
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 演化算法及高代價(jià)問題概述
1.2 基于代理模型的演化算法
1.3 算法投資組合概述
1.4 論文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)
1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)
1.6 本章小結(jié)
第2章 相關(guān)工作綜述
2.1 基于代理模型的演化算法綜述
2.1.1 基于絕對適應(yīng)度的代理模型
2.1.2 基于相對適應(yīng)度的代理模型
2.1.3 總結(jié)與討論
2.2 算法投資組合框架綜述
2.2.1 并行投資組合框架
2.2.2 串行投資組合框架
2.2.3 總結(jié)與討論
2.3 本章小結(jié)
第3章 基于Voronoi的代理模型輔助的演化算法
3.1 引言
3.2 相關(guān)工作簡介
3.2.1 RBF模型
3.2.2 留一法交叉驗(yàn)證
3.2.3 Voronoi圖分割
3.3 基于Voronoi圖的代理模型輔助的演化算法
3.3.1 全局搜索
3.3.2 局部搜索
3.3.3 分析與討論
3.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
3.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
3.4.2 算法在測試集上的性能研究
3.4.3 基于Voronoi的局部搜索性能研究
3.5 本章小結(jié)
第4章 基于代理模型的演化算法投資組合策略
4.1 引言
4.2 相關(guān)工作簡介
4.2.1 負(fù)相關(guān)搜索策略
4.2.2 多臂老虎機(jī)問題
4.3 基于代理模型的演化算法的投資組合策略
4.3.1 并行IB-SAEA框架
4.3.2 基于UCB的 IB-SAEA框架
4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
4.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置
4.4.2 組合算法與子算法對比實(shí)驗(yàn)
4.4.3 組合框架風(fēng)險(xiǎn)分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號:3083653
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