两种群体智能算法的-研究与其应用

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1、厦门大学学位论文著作权使用声明本人同意厦门大学根据《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》等规定保留和使用此学位论文，并向主管部门或其指定机构送交学位论文(包括纸质版和电子版)，允许学位论文进入厦f-J：k学图书馆及其数据库被查阅、借阅。本人同意厦门大学将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理复制学位论文。本学位论文属于：()1．经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，于年月日解密，解密后适用上述授权。()2．不保密，适用上述授权。(请在以上相应括号内打“√"或填上相应内容。保密学位论文应是

2、已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦f-J：k学保密委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公开学位论文，均适用上述授权。)声明人(签名)：Ⅻ吒赵鲫年歹月工日第一章绪论从20世纪50年代中期开始，仿生学日益受到人们的重视。随着计算机技术的飞速发展，计算技术的手段和方法也不断更新和升级，许多新理论和新技术不断向算法领域移植和渗透，其中仿生学的发展为算法设计提供了更广阔的外延空间。生物在进化过程中形成的极其精确和完善的机制，使它们具备了适应内外环境变化的能力。生物界具有许多卓有成效的本领。如体内的生物合成、能量转换、信息的接受和传递、对外界的识别

3、、导航、定向计算和综合等，造就了适应生态环境的生物系统，显示出许多机器所不可比拟的优越之处，。因此，利用仿生学创造在结构、功能、控制、能耗等诸方面更具有竞争力的计算方法，越来越受到学者的重视。涉及仿生学的仿生方法将会在更多、更深、更广的层次达到广泛应用。1．1仿生学仿生学(Bionics)是模拟生物界动物和植物的功能来解决人类技术上问题产生的一门交叉学科，涉及了生物学、物理学、控制论、工程学等学科领域。它以自然进化和共同进化为基础，以分析生物过程和结构、并将这些分析用于未来的设计为目的，以自然生物系统构造和生命活动过程作为技术创新设计的标准，有意识地进行复制，它是使人类社会

4、逐步由向自然索取转入向自然界学习和创造世界的新纪元u1。1960年由美国J．E．Steele最先提出仿生学(Bionics)，仿生学这一名词由希腊语bios(意思是生命)和nic(意思是具有⋯⋯的性质)共同构成的，也是近几年国际学术讨论一个热门主题。这个新的科学研究方法论给科学、生产、社会，甚至人类发展、更新开辟了一条新的途径，是寻找并解决人类问题的生物科学与技术科学之间的边缘学科。目前对于仿生学的研究范围和领域很难予以划定和区分，其主要原因：(1)从生物系统获取灵感的范围和数量相当巨大；(2)相当复杂的协调体系和集合性功能。因此，要简单地归纳若干仿生范围或领域是很困难的。

5、一般可将仿生学划定为：结构与材料、机理和能量、行为与控制、信息传递与传感器、生殖与生命活动等覆盖面较大的领域⋯：随着时代的发展变化，仿生学越来越受到人们的关注，正以令人吃惊的程度影响着新技术的革新。未来将有更多的科学家关注自然界的规律，在长期向大自然学习的过程两种群体智能算法的研究及其应用中，积累经验，通过观察生物界的系统结果和性质，探索新的技术和设计原理。同时，随着科学的高速发展和人们对自然界认识的不断提高，仿生学的应用具有巨大的潜力和发展前景，它正以意想不到的速度渗入生命科学，揭示生命活动过程的奥秘的同时，也拥有了更广泛的用武之地。1．2进化算法进化算法(EA，evol

6、utionaryalgorithm)，也称进化计算，是根据生物进化和遗传的规律，借助群体的繁殖、竞争、突变等过程，实现“生存竞争，优胜劣汰”，逐步逼近目标问题的最优解，是一种具有自适性的模拟自然进化过程的随机优化方法。与传统的优化技术比较，进化算法的主要特点是群体搜索策略和群体间个体之间的信息交换。它们的优越性主要表现在：首先，进化的操作规则是概率性的而非确定性的，在搜索过程中不易陷入局部最优；其次，由于它们固有的并行性，进化结果不局限于单值解，非常适合求解复杂的多目标问题；再次，进化算法采用自然进化机制来表现复杂现象，充分利用适应值函数而不需要其它先验知识，能够快速解决传

7、统方法难以解决的问题乜1。进化算法(Ev01utionaryAlgorithms)包括遗传算法、遗传规划，进化策略，进化规划四种典型方法。它们都是将生物界中进化与遗传的机理与其他技术手段相结合的方式，各自发挥特长，综合解决复杂的技术问题。同样，受进化算法的启发，人们提出了一系列新的进化算法分支，如T．Back的专著《进化算法的理论与实践：进化策略、进化规划、遗传算法》阐明了许多传统的复杂优化问题，现阶段已从深度和广度上发展成为较成熟的优化算法。随着时间的推移，进化算法会与其它学科不断交叉渗透，具有更广阔的应用范围并