面向電路進化設計的智能優(yōu)化算法研究.pdf

1、可進化硬件(Evolvable HardWare，EHW)是指硬件能夠通過與環(huán)境的交互作用動態(tài)地和自適應地改變和調整自身的結構和行為，可進化硬件具備自適應、自組織、自修復的特點。作為可進化硬件研究的重要分支，電路進化設計是研究和實現“具有自修復、自復制能力的機器”所需要的基本前提，其有望實現復雜電路的自動設計并可以獲得優(yōu)于常規(guī)設計的設計結果，因而成為國際性的研究熱點。但是，現今電路進化設計還面臨著巨大的難度，如何提高電路進化設計所涉及的

2、電路規(guī)模、進化速度和復雜程度，以及所能達到設計效率和優(yōu)化程度等，都是不可回避的、極具挑戰(zhàn)性的開放性問題。
　　 本論文系統(tǒng)地論述了電路進化設計的工作原理、研究現狀及存在的問題，從研究電路進化設計方法的基本理論出發(fā)，針對電路進化設計中的進化速度問題，有針對性地改進已有的進化算法和發(fā)展更加適用的新型進化算法。針對進化算法及電路進化設計的編碼方案及適應度評估等方面，進行了較為全面和深入的研究，主要概括如下：
　　 首先，討論分

3、析了現有普遍適用于電路進化設計的遺傳算法所存在的不足，在分析博弈理論與進化算法特點的基礎上，針對組合邏輯電路進化設計的特點，將博弈理論分析與動態(tài)進化過程相結合，提出了一種基于遺傳算法的進化博弈決策機制，利用遺傳算法來指導博弈者策略選擇的改進進化算法-博弈遺傳算法。針對組合邏輯電路門級進化問題，通過采用一種樹型編碼方案和可以充分兼顧電路功能符合率及資源利用率等的多目標評估方法，通過仿真實驗驗證了博弈遺傳算法的有效性。
　　 其次，

4、在分析討論生物免疫系統(tǒng)和遺傳算法的特點的基礎上，從生物免疫系統(tǒng)中選擇了一些機制進行分析研究，并將其引入到遺傳算法中。另外針對遺傳算法算子參數對算法的影響，引入自適應機制，使遺傳參數跟隨遺傳進程做自適應的調整。結合以上內容建立相應模型、提出算法，并在組合邏輯電路門級進化設計和模擬電路進化設計中進行了仿真實驗。
　　 接著，針對模擬電路進化設計中電路結構的不確定性及元件參數的離散化特點，通過引入正交試驗產生初始種群來保證初始種群的多