MATLAB遗传算法工具箱及其应用

1、MATLAB遗传算法工具箱函数及其应用，学生编号：姓名：学院，2001年4月，执行摘要，遗传算法工具箱结构综述，通用函数，遗传算法工具箱的应用，第一，遗传算法流程综述，个体，染色体，基因，第二，遗传算法工具箱结构，本节介绍英国苏菲德大学开发的遗传算法工具箱。由于MATLAB高级语言的通用性，问题用M文件编码，与MATLAB的高级数据分析、可视化工具、专用应用领域工具箱和一致的环境相匹配，向用户展示了学习遗传算法的可能性。遗传算法工具箱的本质是一个功能包。只要安装了工具箱或附带了软件，用户就可以调用这些函数命令，从而编写一个功能强大的MATLAB遗传算法程序。2。遗传算法工具箱的结构。总体表示和

2、初始化函数：crtbase、crtbp、crtp。遗传算法工具箱支持二进制、整数和浮点数的基因表示。二进制和整数总体可以使用工具箱中的CRP来构建二进制总体。Crtbase是一个额外的函数，提供向量描述和整数表示。人口的真实值可以通过crtrp初始化。二进制代码和实值之间的转换可以使用函数bs2rv，它支持格雷码和对数编码。二、遗传算法工具箱的结构；第二，适合度计算：排名，比例。适应度函数用于转换目标函数值，并给每个个体一个非负值。这个工具箱支持戈德堡的迁移方法和比率方法以及贝克的线性评估算法。此外，排序函数支持非线性评估。二、遗传算法工具箱的结构；第三，选择功能：缰绳，rws，选择，sus。

3、这些函数根据适应度从已知群体中选择一定数量的个体，并将列向量返回给其索引。现在最合适的方法是轮盘赌选择法(rws函数)和随机遍历抽样法(sus函数)。高级输入功能选择为选择程序提供了一个方便的界面，尤其适用于多个组。在这种情况下，代沟是必要的，也就是说，不是每一代人都能完全复制整个人口。缰绳可以使用统一的随机数或基于适合度的重新插入。2.遗传算法工具箱的结构；4.交叉运算符：recdis、recint、reclin、recmut、recint、xovdp、xovdprs、xovmp、xovsh、xovshrs、xovsp、xov PRS。杂交是以给定的概率重组一对个体以产生后代。xovsp、x

4、ovdp和xovsh函数用于完成单点、两点和混洗交叉。简化的代理交叉函数是xovdprs、xovshrs和xov PRS。一般的多点交叉功能是xovmp，它提供统一的交换支持。recmut功能提供具有突变特征的线性重组。函数重组是一个高级入口函数，它为所有交叉操作提供了多子组支持入口。二、遗传算法工具箱的结构；第五，突变算子：mut，mut ie，mutbga。二进制和整数变异操作由mut执行。利用育种函数mutbga进行真值变异是有效的。突变为突变操作提供了一个高级接口。二、遗传算法工具箱的结构；6.多子组支持：迁移。遗传算法工具箱通过高级遗传操作函数迁移支持多个子群。它的功能之一是在子群之

5、间交换个体。通过使用工具箱中的函数修改数据结构，将单个群体分成许多子群体，这些子群体存储在连续的数据单元块中。高级功能(例如选择和控制)可以独立地操作子群体，并且数据结构中包含的每个群体可以独立地向前导出。遗传算法工具箱的一般功能，介绍几个典型的工具箱函数，创建初始种群函数crtbp二进制串到实值转换函数bs2rv轮盘选择函数rws，遗传算法工具箱的一般功能，1。功能crtbp功能：创建初始群体。格式：描述：遗传算法的第一步是创建一个由任何染色体组成的原始群体。Crtbp创建一个矩阵Chrom，其元素是随机数。向量，个体数，个体长度，3。遗传算法工具箱的通用函数，示例3.11使用函数crtbp

6、创建初始种群的应用示例。创建一个长度为9和6个个体的随机群体(其中前四个基因位是基本字符0，1，2，3，4，5，6，7，最后五个基因位是基本字符0，1，2，3): basev=crtbase (45，84)；Chrom，Lind，BaseV=crtbp，BaseV)；或克罗姆、林德、BASV=crtbp (6，9，8 8 4 4 4 4 4)；运行，Lind=9；BaseV=8 8 8 8 4 4 4，3。遗传算法工具箱的一般功能，2。函数bs2rv:从二进制字符串到实值的转换。格式：Phen=bs2rv(Chrom，FieldD)描述：Phen=bs2rv(Chrom，FieldD)根据解码

7、矩阵FieldD将二进制字符串矩阵Chrom转换为实值向量。返回矩阵Phen包含相应的群体表型。示例3.21功能bs2rv的应用示例。下面的二进制总体Chrom是由crtbp创建的，表示一组介于-1和10之间的简单变量。程序代码显示了如何使用bs2rv将算术表示格雷码或二进制字符串表示转换为实值表示。Chrom=crtbp(4，8)%创建任何染色体，这里是二进制字符串，3。遗传算法工具箱的一般功能，3。遗传算法工具箱的通用函数，field=8；1；10；1；1；0；0%，不包括边界Phen=bs2rv(Chrom，Field)%,使用对数标度将二进制转换为实数值，Field=8；-1；10；1

8、；0；1；1%包括边界Phen=bs2rv(Chrom，FieldD)%，使用算术标度将二进制转换为实数值；3.遗传算法工具箱的一般功能：3.功能rws功能：轮盘选择。格式：NewChrIx=rws(FitnV，Nsel)显示rws根据Nsel个体在当前群体中的适合度FitnV选择它们进行繁殖。FitnV是一个列向量，包含群体中每个个体的性能大小，可以通过使用函数排名或缩放计算每个个体的适应度来获得。轮盘赌轮盘选择方法示意图，遗传算法工具箱的一般功能，例3.31轮盘赌轮盘选择方法例。考虑8个个体的群体，假设已经计算了适合度NV:适合度NV=1.501.35；1.21；1.07；0.92；0.78；0.64；0.5选择6个个体的指数：NewChrIx=rws(FitnV，6) NewChrIx成为算法描述：通过计算适应度向量的累积和完成轮盘赌轮盘选择表，生成在0、sum(FitnV)间隔内随机分布的Nsel实数，并且通过比较向量累积生成的数字来确定所选个体的指数。个人被选中的概率由以下公式给出：4。利用遗传算法工具箱寻找简单函数的最大值；4.利用遗传算法工具箱、MATLAB工作界面、当前目录浏览器窗口、命令窗口、工作空间浏览器窗口、历史命令窗口；4.使用遗传算法工具箱，MATLAB工作界面，4。遗传算法工具箱的应用，由遗传算法工具箱函数解决：MA