受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)啟發(fā)的膜計算優(yōu)化算法研究.pdf

1、膜計算是一種新型的從生物細胞以及細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能中抽象出來的并行分布式計算模型,有著巨大的研究價值和應(yīng)用潛力。在膜計算的基本原理與架構(gòu)下,受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與功能啟發(fā),并融合進化計算及數(shù)學(xué)規(guī)劃方法的研究成果, 本文進一步研究了膜計算優(yōu)化算法的算法改進及應(yīng)用問題。本文的主要研究成果如下:
　　 (1)受內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能和結(jié)構(gòu)的啟發(fā),通過改進算法膜結(jié)構(gòu)以及進化規(guī)則,提出了一種具有新型膜結(jié)構(gòu)的膜計算優(yōu)化算法--ER-MC(Endoplasmi

2、c Reticuluminspired Membrane Computing Optimization Algorithm)。該算法具有兩個并行的子系統(tǒng)及一個類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)體,子系統(tǒng)中使用了膜計算中的改寫、交叉、移位、選擇、交流規(guī)則。類內(nèi)質(zhì)網(wǎng)體內(nèi)使用了兩種創(chuàng)新的進化規(guī)則--提取規(guī)則與合成規(guī)則,有效提高了算法性能。選取了9個測試函數(shù)來構(gòu)建測試環(huán)境,與其他算法尋優(yōu)的結(jié)果對比,顯示了該算法具有收斂速度快,求解精度高等特點。
　　 (2)受內(nèi)

3、質(zhì)網(wǎng)與細胞內(nèi)各種質(zhì)器之間具有廣泛聯(lián)系這一結(jié)構(gòu)的啟發(fā),通過改進膜之間的交流機制,在ER-MC算法的基礎(chǔ)上提出了一種具有新型交流模式的改進ER-MC算法-ncER-MC(ER-MC with new communication mode),并引入了罰函數(shù)法來處理約束問題。選取4個有約束測試函數(shù)構(gòu)建測試環(huán)境,并與ER-MC算法以及GA算法進行比較,結(jié)果顯示了該算法的優(yōu)越性。
　　 (3)將ER-MC算法用于化工過程的參數(shù)估計,以石油工