受膜計(jì)算啟發(fā)的優(yōu)化算法研究.pdf

1、膜計(jì)算是從生物細(xì)胞以及由細(xì)胞組成的組織和器官的功能與結(jié)構(gòu)中抽象出來(lái)的計(jì)算模型。在膜計(jì)算理論研究基礎(chǔ)上，受進(jìn)化交流與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)啟發(fā)，本文研究了基于膜計(jì)算的優(yōu)化方法及其應(yīng)用問(wèn)題。通過(guò)典型測(cè)試函數(shù)對(duì)所提出的算法進(jìn)行了性能測(cè)試與對(duì)比，并針對(duì)化工過(guò)程的參數(shù)估計(jì)和船舶柴油機(jī)控制器設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。本文主要的研究成果如下：
　　 (1)基于標(biāo)準(zhǔn)膜計(jì)算的基本框架，受進(jìn)化交流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)啟發(fā)，提出了一種具有星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的膜計(jì)算優(yōu)化方法——ST—MC(

2、star topology—membrane computing)算法。該算法具有三個(gè)并行的子系統(tǒng)，使用了膜計(jì)算的改寫、粘貼、換位、交流進(jìn)化規(guī)則。采用了6個(gè)具有搜索空間大、局部極小點(diǎn)多、欺騙性強(qiáng)等特點(diǎn)的測(cè)試函數(shù)來(lái)構(gòu)建測(cè)試環(huán)境，進(jìn)行尋優(yōu)并與受DNA結(jié)構(gòu)啟發(fā)的膜計(jì)算優(yōu)化算法(DNA—MC)，具有DNA雙鏈結(jié)構(gòu)的膜計(jì)算優(yōu)化方法(dsDNA—MC)算法進(jìn)行對(duì)比，顯示了該算法具有求解質(zhì)量高，穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)。
　　 (2)針對(duì)ST—MC算法

3、中進(jìn)化規(guī)則的操作概率具有模糊、不確定性的特點(diǎn)，將模糊邏輯和ST—MC算法結(jié)合，提出一種模糊星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的膜計(jì)算優(yōu)化方法——FST—MC(fuzzy star topology—membrane computing)算法。該算法設(shè)計(jì)了一個(gè)雙輸入單輸出的模糊控制器對(duì)換位概率進(jìn)行模糊求解。算法進(jìn)化次數(shù)的變化使得換位概率得到及時(shí)更新，從而體現(xiàn)了自適應(yīng)性。通過(guò)典型測(cè)試函數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，顯示了FST—MC算法的有效性。
　　 (3)將所提出的S