遺傳算法的改進(jìn)及其在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用研究.pdf

1、遺傳算法是一種借鑒生物界自然選擇和遺傳機(jī)制的高度并行、隨機(jī)、自適應(yīng)的全局優(yōu)化概率搜索算法。國(guó)內(nèi)外都非常重視遺傳算法的理論和應(yīng)用研究，并取得了令人矚目的進(jìn)展，遺傳算法的應(yīng)用成果已滲入到許多領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是將優(yōu)化原理和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)，使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)在滿足各種規(guī)范或特定要求的限制下，某些評(píng)價(jià)指標(biāo)(重量，剛度，造價(jià)等)達(dá)到最佳。遺傳算法作為新興的智能優(yōu)化技術(shù)中的最重要的算法之一，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化中有著廣泛的應(yīng)用前景。但遺傳算法的理論和方

2、法尚未成熟，算法自身的一些不足也有待于進(jìn)一步地改進(jìn)和完善。本文通過(guò)研究遺傳算法理論基礎(chǔ)，分析遺傳算法的運(yùn)行機(jī)理，研究遺傳算法各構(gòu)成要素對(duì)算法性能的影響，對(duì)各個(gè)步驟操作進(jìn)行了深入分析并提出改進(jìn)方法。針對(duì)現(xiàn)有自適應(yīng)遺傳算法中所存在的局部搜索能力弱、晚期運(yùn)算效果的不確定性等缺點(diǎn)提出新的自適應(yīng)遺傳算法，并在MATLAB環(huán)境中實(shí)現(xiàn)遺傳算法求解結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題。本文的主要研究工作如下：
　　1.深入分析遺傳算法的基本理論，闡述了遺傳算法的實(shí)現(xiàn)方法

3、，針對(duì)遺傳算法的缺點(diǎn)，對(duì)適應(yīng)度函數(shù)、選擇算子、交叉算子、變異算子的基本性質(zhì)及其對(duì)遺傳算法性能的影響進(jìn)行了進(jìn)一步分析并提出相應(yīng)的改進(jìn)方法。
　　2.深入分析自適應(yīng)遺傳算法的基本思想和一種改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法以及他們存在的優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有算法的不足，提出一種隨種群的進(jìn)化而動(dòng)態(tài)變化的自適應(yīng)交叉算子和變異算子來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有的自適應(yīng)遺傳算法，以增強(qiáng)收斂性，提高算法的優(yōu)化效率及確定性；引入了精英保留策略以克服各代種群最佳個(gè)體未能保護(hù)的缺點(diǎn)。用典型