人工免疫算法及SOPC实现

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文人工免疫算法及SOPC实现姓名：龚非申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：莫宏伟20090301哈尔滨1_程大学硕+学位论文摘要SOPC(SystcmonProgrammableChip，片上可编程系统)是Altera公司提出的一种灵活、高效的SOC解决方案。它将处理器、缓存、存储器、I／O口、高速总线等系统设计需要的功能模块集成到一个FPGA器件上，构建成一个可编程的片上系统。它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。入工免疫算法是目前新兴的一种智能方法，它是以生物免疫系统的功能、特点和作用机理

2、为基础而设计出的计算模型。它具有很强的学习、识别、记忆和特征提取的能力，能够解决传统计算方法难于解决的许多复杂问题，因而近年来成为研究的热点，并在诸多领域中得到了广泛的应用。本文运用免疫算法对TSP问题和函数优化问题进行了研究，针对现有算法中存在的不足之处进行了改进，最终在SOPC上进行了实现。首先，针对课题需要，确定系统包括FPGA、SDRAM、FLASH、复位按钮、4个7段数码管、串口资源。接着编制硬件平台，进行全编译和系统优化，最终将硬件设计下载到目标板上。其次，针对TSP问题，在信息熵免疫算法基础上，对编码方式、交叉算子、变异算子进行了改进，同时加入了预处理。针对函数优化问题，

3、在免疫克隆算法的基础上，采用二进制编码，将该函数的值空间映射到位串空间中，然后在位串空间进行免疫克隆选择操作，结果通过解码过程还原成数值解再进行亲和力评估。实验表明无论是处理9城市的TSP问题，Uleyssesl6问题还是函数优化问题，免疫算法在SOPC上能更快得到全局最优解并且算法均具有抗退化能力。含有智能算法的SOPC系统具有较高的技术含量，很强的实用性和巨大的市场潜力，为向功能多、体积小、重量轻、使用方便的掌上型仪器奠定基础。关键词：人工免疫算法；片上可编程系统；信息熵免疫算法；免疫克隆算法哈尔滨工程大学硕+学位论文ABSTRACTSOPCisakindofflexibleand

4、efficientSOCsolutiondevelopedbyAlteraIntegratingprocessor，cache，memo巧，I／0portandhigh·speedbusintoasingleFPGAchip，SOPCboastsofadvantagessuchasflexibledesigning，tailorable，extensible，upgradeableandsoftware／hardwareprogrammable．Artificialimmunealgorithm，anemergingintelligentmethod，isacalculationmod

5、eldesignedonthebasisofbiologicalimmunesystem’Sfunctions，featuresandmechanisms．Withsoundperformanceinstudy，recognition，memorizationandcharacterextraction，itCansolvemanycomplexproblemsthataredifficultfortraditionalalgorithms．Therefore，AIShasbecomearesearchfocusinrecentyearsandhasbeenwidelyappliedi

6、nmanyfields．In．thepaper，immunealgorithmisappliedinsolvingTSPproblemandfunctionoptimization．SomeimprovementsaremadeonthealgorithmaccordingtotheproblemsarisingandthenimplementedonSOPC．Firstly，tomakesurethecompositionofthesystemthatincludesFPGA，SDRAM，FLASH，resettingbutton，4seven-segmentnixietubesan

7、dserialresource．Thenthehardwareplatformisestablishedandthehardwaredesigningisdownloadedtothetargetboardafterwholecompilingandsystemoptimization．Secondly，onthebasisofinformationentropyimmunealgorithmandconsideringthefeatureso