改进的精英保护策略遗传算法及其在十杆桁架优化设计中的应用(2)

摘要:本文针对标准遗传算法存在早熟的问题，从两个方面进行了改进，首先采用了精英保护策略和自适应的交叉和变异算子，其次结合结构优化中的力学准则按照内力变化进行变异操作。最后将改进的精英策略遗传算法应用于十杆桁架结构，并同标准遗传算法相比较，结果表明改进的遗传算法是可行、有效的，而且收敛速度更快。

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结构分析· 屏蔽字= 串长度 .

结构工程师第 2卷第 1 4期,,, J J其中,为个体编码 i

么有效 .韩炜…通过对遗传算法进行证明得出 简单遗传算法 ( G是不收敛的, S A)而含精英策略 (也称为最优保护策略 )的遗传算法是全局收敛的.下面将介绍此算法 .2 1目标函数的确定及优化 .

( )从 4 B两个父代个体中产生出两个新 2,的子代个体 4,规则如下: B, ①若=, A在第 i基因座上的基因 O则 个值继承 4的对应基因值, B在第 i个基因座上的 基因值继承 B的对应基因值;②若 Wi, A在第 i基因座上的基因=1则 个

工程中许多实际问题是根据所要求的具体情况来建立起计算模型 .通常目标函数中共有 m 个待确定的变量,一般计算模型如下:ia ri )( ) n x( n f as b ett ( )≤ 0 ( u j c g o i=1 Lm)

值继承 B的对应基因值, B在第 i个基因座上的 基因值继承 4的对应基因值;均匀交叉操作的示例如下:A: x%— -

优化即是在此模型空间中找到一组 (个 ) m参数,使 F为最小 (理想情况下为 0或最大 . ) 2 2算法的主要操作环节 .1 )编码

Af xY Y Y Y Y: Bf xY x, x Y x Y x:

B: yY YYY YY YYY

下面从模式的角度来讨论点杂交算子和均匀

杂交算子的优缺点:() 1由于点式杂交破坏模式的概念小,而从

为了实施交叉和变异操作,一般来说要对已选择出的个体进行编码,编码方案的选择是多种多样的,在很大程度上依赖问题的性质,一般采用二进制编码 . 2 )标准适应度函数的确定

在搜索过程中能以较大的概率保护好的模式,所以它的搜索模式数也较小 .这样,当群体规模较小时,其搜索能力会受到一定的影响 . () 2由于均匀杂交在交换位时并不考虑其所在位置,坏模式的概率较大,而它搜索到一些破从点杂交无法搜索到的模式 .这样,当

群体规模较小时,匀杂交的这些特性使其具有较强的搜索均能力 .

对于含有约束条件最优化问题的适应度函数,遗传算法通常采用罚函数的方法来处理 .对

有约束极小化问题的罚函数通常由解到可行性域的距离或对解的"正"略 (修策即迫使其进入可行域 )确定 .来3 )选择策略的确定

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