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《進化策略與進化規(guī)劃的異同》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、進化策略與進化規(guī)劃的異同摘要：進化策略與進化規(guī)劃同屬於模擬進化優(yōu)化方法中的重要分支，它們以特有的運算方式在求解復雜的、常規(guī)優(yōu)化方法難以處理的優(yōu)化問題上顯示瞭一定的優(yōu)勢。進化策略與進化規(guī)劃在很多方面存在著相似性，為瞭更好地挖掘、理解兩種方法的優(yōu)化本質，有必要對這兩種方法的異同之處加以闡述關鍵詞：模擬進化優(yōu)化方法；進化策略；進化規(guī)劃中圖分類號:TP301文獻標識碼：A文章編號:167207800(2011)012口0035口02作者簡介：張莉芳(1964-),女，江西九江人，江西省電力公司柘林水電廠工程師，研究方向為電力系統(tǒng)自動化；胡建國(1962-)，男，江西臨川人
2、，江西省電力公司柘林水電廠副總工程師兼生技部主任/工程師，研究方向為電力系統(tǒng)自動化0引言最優(yōu)化技術在電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運行和控制中得到瞭廣泛的應用--負荷預測、最優(yōu)潮流、發(fā)電計劃、自動電壓控制(AVC)、機組組合等都是最優(yōu)化問題。由於線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃在處理電容/電抗器和變壓器變比之類的離散變量時效果不大理想，上世紀90年代中後期岀現(xiàn)瞭進化策略與進化規(guī)劃方法，並被用於電力系統(tǒng)的優(yōu)化計算,比如遺傳算法用於地區(qū)電網的無功優(yōu)化。進化策略與進化規(guī)劃方法都是模擬自然界中生物的進化規(guī)律，理論基礎是達爾文的進化論?！拔锔偺煅?，優(yōu)勝劣汰”實際上就描述瞭—種強壯的搜索、競爭與優(yōu)化機
3、理。生物進化的歷史可以用群體和種族內部或其之間所發(fā)生的物理過程來解釋。從大的方面來講，包括：繁殖、變異、競爭和選擇。因此，在對生物進化過程進行模擬時，就應在總體上抽象地描述這幾個過程。20世紀60年代初期，一些學者開展瞭這方面的研究工作，並逐漸形成瞭一類具有鮮明特色的優(yōu)化方法，即模擬進化優(yōu)化方optimizationmethodbysimulatedevolution）或進化算法。目前，此類方法已發(fā)展瞭很多分支。其中，進化策略和進化規(guī)劃以其特有的運算方式在解決復雜的、高度非線性、不可微的實值優(yōu)化問題上具有一定的優(yōu)勢。兩種方法有很多的相似之處，但也有區(qū)別，需進一步加
4、以瞭解1進化策略與進化規(guī)劃基本流程1.1進化策略進化策略由德國學者LRechenberg和H.P.Schwefel提出，對極值優(yōu)化問題的求解有一定的優(yōu)勢。進化策略的主要執(zhí)行步驟為：①編碼：對要求解的問題以數(shù)字串的方式進行編碼（由目標參數(shù)和策略參數(shù)組成），計算適合度值；②判斷是否滿足終止條件。如滿足則輸出結果；否則執(zhí)行下述步驟：③選擇n個父代參與繁殖；④按給定的方式執(zhí)行交叉操作（可選）；⑤按基於高斯分佈的擾動執(zhí)行變異操作；⑥產生m個子代，並計算適合度值(m>n);⑦返回步驟(b)1.2進化規(guī)劃進化規(guī)劃由美國學者L.丄Fogel提出，同進化策略類似，適用於解決目標函數(shù)
5、或約束條件不可微的復雜的非線性實值連續(xù)優(yōu)化問題。進化規(guī)劃與進化策略在原理上相似，但在具體實現(xiàn)方面有差別。其中最為顯著的區(qū)別是進化規(guī)劃中不采用交叉算子，僅通過變異操作來維持兩代之間的聯(lián)系。其基本步驟為：①編碼：對要求解的問題以數(shù)字串的方式進行編碼(由目標參數(shù)和策略參數(shù)組成)，計算適合度值；②判斷是否滿足終止條件。如滿足則輸出結果；否則執(zhí)行下述步驟；③選擇n個父代參與繁殖；④按基於高斯分佈的擾動執(zhí)行變異操作；⑤產生n個子代，並計算適合度值；⑤返回步驟(b)2進化策略與進化規(guī)劃的關系單從進化策略與進化規(guī)劃的解題步驟就能看出，它們有很多的相似之處。進化策略與進化規(guī)劃在編碼
6、方面，不像傳統(tǒng)遺傳算法那樣需要對要求解的問題進行0/編碼和解碼，而是直接對所要求解的問題進行編碼，即直接將優(yōu)化問題的解表示為數(shù)字串的形式，不需要特定的編碼和譯碼進化策略和進化規(guī)劃均采用同樣的變異操作方式，即變異時,對父代中的個體加上一個服從均值為0,標準差為的高斯分佈隨機變量。標準差是變化的，編碼時屬於染色體串中的一部分。由高斯分佈曲線可知，高斯分佈的方差反映瞭分佈分散的程度，對適合度越大的個體，其變異量應越小，而適合度越小的個體，其變異量應越大，這符合生物進化過程進化策略與進化規(guī)劃因其直接的編碼方式以及特別的種群變異方式，使得該兩種方法求解復雜的優(yōu)化問題，特別是
7、實值優(yōu)化問題時，速度快，求解高效3進化策略與進化規(guī)劃的差別實際應用時，進化策略與進化規(guī)劃的差別主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①進化策略中的交叉算子是可選的；如需要進行交叉運算時，采用類似遺傳算法的處理方法，如離散交叉或中值交叉方式。進化規(guī)劃本身就沒有交叉算子，這也是該兩種方法最本質的區(qū)別；②在父代選擇方面：進化策略采用概率選擇的方式形成父代，通常根據(jù)均與隨機分佈的方式抽取父代個體，這樣每一個父代個體都能以同樣的概率被選中。進化規(guī)劃則采用確定性的方式，即當前種群中的每一個父代都要經過變異來產生子代；③在具體變異表達式方面，進化策略與進化規(guī)劃也存在差別，主要體現(xiàn)在：設染色體
8、編碼結構為
