Download - Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
1/17
Hà Nội, 2016
GIAI THUÂT DI TRUYÊN LIÊN TC
Ngưi son: TS Đ Văn Tuâ n
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
2/17
1. Giơi thiu
2/23
Giải thuật di truyền liên tc (CGA) để giải các bài toán tối ưu giá
trị thực trong không gian R n và không có các ràng buộc đặc biệt.
Một cách tổng quát, bài toán tối ưu số thực có thể xem là một
cặp (, ). Trong đ:
⊆
: → là một hàm n biến
Bài ton đặt ra là tm (, … , ) ∈ sao cho () đt gi trị cựctiểu trên S. Ngh a là: ∀ ∈ th ≥ (x). Trong trư ng h p
này, hàm f c thể là hàm không liên tc nhưng cn bị chặn trên S.
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
3/17
3/23
Trong GA liên tc, môi c thể đư c biểu diên bng một vec tơ số
thực = , … , , ∈ . Vậy, một qun thể kch thư c
tương ng v i vec tơ số thực thuộc . Như vậy, ta dng
một ma trận thực câ p m×n để biểu diên một qun thể.
2. M ha
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
4/17
3. Ton t chn lc
4/23
CGA vn s dng cc phe p ton chn cơ bản:
- Bnh xe Roulette
- Chn lc xếp hng
- Chn lc cnh tranh.
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
5/17
4. Ton t lai ghep
5/23
Ngoài cc phương ph p lai ghe p:
- Lai ghép 1 điểm
- Lai ghép nhiều điểm
- Lai ghép mặt n.
CGA cn s dng một số phe p lai ghe p khc. Giả s cặ p NST
cha m đư c chn để lai ghe p:
= (1, … , ) và = ( 1, … , ).
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
6/17
Lai ghep 1 đim
6/23
Chn ngu nhiên một vị trí k v i 1 k m (m là độ dài ca nhiêm
săc thể), rồi sinh ra hai cá thể con theo công thc:
’ = (1, … , , + 1 , … , )
’ = (1, … , , + 1 , … , )
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
7/17
Lai ghep đa đim
7/23
Chn ngu nhiên điểm 1, … , (1 ≤ 1 < … < < ),
lai ghép đa điểm to ra cặp con (′, ′) bng cách đnh số các
đon [jt, jt+1] từ 0 trở đi, sau đ:
x'i lây bng xi ti những đon có số hiệu chẵn và bng yi ti
những đon có số hiệu lẻ.
y'i lây bng xi ti những đon có số hiệu lẻ và bng yi ti
những đon có số hiệu chẵn.
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
8/17
Lai ghep kiu mt n
8/23
Trong lai ghép mặt n, ta chn ngu nhiên vị trí 1 < i1 < i2 < ...< ik < m. Các cá thể con X', Y' đưc lập như sau:
},...,{
},...,{'
1
1
k i
k i
i iii y
iii x x
},...,{
},...,{'
1
1
k i
k i
i iii x
iii y y
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
9/17
Lai ghep sô hc
9/23
Chọn một số thực a (0
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
10/17
Lai ghep Heuristic
10/23
Giả s vi cặp bố m (X, Y) đã chn, trong đ cá thể X có độ
thích nghi (giá trị hàm mc tiêu) tốt hơn cá thể Y thì toán t này
to một con duy nhât ′ từ cặp (X, Y) theo công thc:
x'i = ×(xi - yi) + xi
Vi 0 < < 1
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
11/17
Lai ghep BLX-
11/23
Ký hiệu cặp nhiêm săc thể đã chn lai ghép là:
X = (x1, ... , xk , xk+1 , ... , xn )
Y = (y1, ... , yk , yk+1 , ... , yn )
Đặt:
I = max(xi , yi ) - min(xi , yi ) vi i=1,…,n
Khi đ, thành phn th i ca cá thể con to ra là một số ngu
nhiên chn trong khoảng:
[min(xi , yi ) – I* , max(xi , yi ) + I* ]
Toán t BLX- đưc th nghiệm và chng minh tính hiệu quả
ca nó, giá trị
tốt nhât là 0.5.
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
12/17
5. Ton t đt biê n
12/23
Ton t đột biến trong CGA c sự đa dng hơn so v i GA nhị
phân. CGA c 3 dng đột biến cơ bản:
Đột biến đều
Đột biến biên
Đột biến không đều
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
13/17
Đt biê n đu
13/23
Vi một GEN i đưc chn ngu nhiên để đột biến từ cá thểX = (x1 , x2, ... , x N)
Thành phn xi đưc thay thế bởi một số ngu nhiên trong khoảng
xác định [li, ui] ca xi
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
14/17
Đt biê n biên
14/23
Giả s xk ca NST X đư c chn để đột biến. Khi đ, xk đư c
thay bng: lk hoặc uk . Trong đ Dk =[lk ,uk ] là miền dữ liệu ca xk .
Trong những bài toán mà biên ca các biến không ln và giải pháp cn tìm nm gn biên thì phép đột biến này tỏ ra rât hữu ích.
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
15/17
Đt biê n không đu
15/23
Giả s tmax là một số cực đi định ngha trưc, thành phn xi đưc
thay thế bởi một trong 2 giá trị tính theo các công thc sau :x’i = xi + (t, bi – xi) x”i = xi - (t, xi – ai)
Việc chn x’ hay x’’ tuỳ theo giá trị ngu nhiên khởi to vi xác
suât 1/2. Biến ngu nhiên (t, x) xác định một bưc đột biến
trong khoảng [0, x] theo công thc sau:
Trong đ, thưng là số ngu nhiên phân bố đều trong khoảngđơn vị. Tham số xác định ảnh hưởng ca ln to sinh th t trên
phân bố ca đột biến trong miền [0, x] .
)1(
max)1.(),( t t
x xt
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
16/17
6. Bi tp 1
16/23
Xây dựng chương trnh giải thuật di truyền CGA để tm cực tiểu
ca hàm:
Trong đ n = 30; xi [-500, 500] , i = 1, 2, …, n
n
iii x x x f 11 )|)|sin(()(
-
8/17/2019 Chuong 4. Giai thuat di truyen lien tuc.pdf
17/17
7. Bi tp 2
17/23
Xây dựng chương trnh giải thuật di truyền CGA để tm cực tiểu
ca hàm:
Trong đ n = 30; xi [-10, 10] , i = 1, 2, …, n.
n
i
ii x x x f 1
2
2 )10)2cos(10()(