基于加权平均法和均匀设计的多目标进化算法.pdf

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1、代号10701学号0820980030分类号TP301.6密级公开题（中、英文）目基于加权平均法和均匀设计的多目标进化算法AMultiobjectiveEvolutionaryAlgorithmBasedonWeightedSumMethodandUniformDesign作者姓名李焱指导教师姓名、职称王宇平教授学科门类工学学科、专业计算机系统结构提交论文日二〇一一年四月十日西安电子科技大学学位论文创新性声明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和

2、致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用

3、影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：日期导师签名：日期摘要现实生活中的很多决策问题都要考虑同时优化若干个目标，而这些目标之间往往是彼此冲突的，多目标优化算法就是要从所有可能的方案中找到最合理、最可靠的解决方案。其主要面临以下两个问题需要解决：1)如何在Pareto界面稀疏区域求得更多非劣解以使所求出的解的分布更加均匀，2)如何求出距Pareto界面更近的非劣解使得所求出的解的质量更

4、高。论文基于加权平均法和均匀设计方法设计了一种解决多目标优化问题的新算法。主要工作包括：1.设计了一个新的交叉算子，考虑了两种不同情形下如何产生好的后代。首先，在生成的非劣解界面上，针对该界面上有些部分点的分布可能稠密，有些部分点的分布比较稀疏的情况，为了找到在Pareto界面上尽可能多、且均匀分布的点，利用均匀设计方法设计了一个交叉算子，该算子让稀疏部分的相邻点进行均匀交叉，以使算法在稀疏部分能找到更多的非劣解，从而使其所求解分布更加均匀。其次，为了克服加权平均法不能找到Pareto界面非凸部分解的缺点，考虑到非劣解界面上相邻距离较远的一对点之

5、间有可能是非劣解界面上非凸部分之一的情况，分别将此两点与距其最近的非劣解集外的点进行交叉，以期在该两点之间找到新的非劣解，这样可能在非劣解界面的非凸部分找到更多的解。2.在前述基础上，设计了一个新的进化算法：基于加权平均法和均匀设计的多目标进化算法，并证明了算法的全局收敛性，最后对五个测试问题进行了数值试验，并和著名的NSGA-II算法用算法性能评价的三种度量进行了比较，结果表明了本文算法更加有效。关键词：多目标优化进化算法均匀设计AbstractManyreal-lifedecisionmakingproblemsmustconsideropt

6、imizinganumberofobjectivessimultaneously,andtheseobjectivesoftenconflictwitheachother.Thegoalofmultiobjectiveoptimizationalgorithmsistofindasetofthemostreasonableandmostreliablesolutionsfromallpossiblesolutions.Therearetwomainchallengesformultiobjectiveoptimizationalgorithms:

7、1)Howtofindoutmorenondominatedsolutionsinthesparseregionsofnondominatedfrontierinordertoobtainauniformlydistributedsolutionsalongthenondominatedfrontier.2)HowtofindoutnondominatedsolutionswhicharenearesttothetrueParetofrontierinordertoobtainhighqualitynondominatedsolutions.In

8、thisthesis,anewmultiobjectiveevolutionaryalgorithmbasedonweightedsum