智能優化算法在解決大空間、非綫性、全局尋優、組閤優化等復雜問題方麵具有獨特的優勢,因而得到瞭國內外學者的廣泛關注,並在信號處理、圖像處理、生産調度、任務分配、模式識彆、自動控製和機械設計等眾多領域得到瞭成功應用。本書介紹瞭8種經典智能優化算法――遺傳算法、差分進化算法、免疫算法、蟻群算法、粒子群算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法和神經網絡算法的來源、原理、算法流程和關鍵參數說明,並給齣瞭具體的MATLAB仿真實例。對於要用這些算法工具來解決具體問題的理論研究和工程技術人員,通過本書可以節省大量查詢資料和編寫程序的時間,通過仿真實例可以更深入地理解、快速地掌握這些算法。
包子陽:2009年6月畢業於電子科技大學信號與信息處理專業,獲碩士學位。2009年8月至今工作於北京無綫電測量研究所,高級工程師。從事雷達電氣總體、信號處理和算法研究等工作,申請專利五項(已授權兩項),在國際雷達會議、《係統工程與電子技術》、《現代雷達》、《電子技術應用》、全國天綫年會等發錶學術論文十餘篇。
第1章 概述 1
1.1 進化類算法 2
1.2 群智能算法 3
1.3 模擬退火算法 5
1.4 禁忌搜索算法 5
1.5 神經網絡算法 6
參考文獻 6
第2章 遺傳算法 9
2.1 引言 9
2.2 遺傳算法理論 10
2.2.1 遺傳算法的生物學基礎 10
2.2.2 遺傳算法理論基礎 11
2.2.3 遺傳算法的基本概念 13
2.2.4 標準遺傳算法 16
2.2.5 遺傳算法的特點 16
2.2.6 遺傳算法的改進方嚮 17
2.3 遺傳算法流程 17
2.4 關鍵參數說明 19
2.5 MATLAB仿真實例 20
參考文獻 35
第3章 差分進化算法 37
3.1 引言 37
3.2 差分進化算法理論 38
3.2.1 差分進化算法原理 38
3.2.2 差分進化算法的特點 38
3.3 差分進化算法種類 39
3.3.1 基本差分進化算法 39
3.3.2 差分進化算法的其他形式 41
3.3.3 改進的差分進化算法 42
3.4 差分進化算法流程 43
3.5 關鍵參數的說明 44
3.6 MATLAB仿真實例 45
參考文獻 57
第4章 免疫算法 59
4.1 引言 59
4.2 免疫算法理論 60
4.2.1 生物免疫係統 60
4.2.2 免疫算法概念 62
4.2.3 免疫算法的特點 63
4.2.4 免疫算法算子 63
4.3 免疫算法種類 67
4.3.1 剋隆選擇算法 67
4.3.2 免疫遺傳算法 67
4.3.3 反嚮選擇算法 67
4.3.4 疫苗免疫算法 68
4.4 免疫算法流程 68
4.5 關鍵參數說明 70
4.6 MATLAB仿真實例 71
參考文獻 84
第5章 蟻群算法 87
5.1 引言 87
5.2 蟻群算法理論 88
5.2.1 真實蟻群的覓食過程 88
5.2.2 人工蟻群的優化過程 90
5.2.3 真實螞蟻與人工螞蟻的異同 90
5.2.4 蟻群算法的特點 91
5.3 基本蟻群算法及其流程 92
5.4 改進的蟻群算法 95
5.4.1 精英螞蟻係統 95
5.4.2 最大最小螞蟻係統 95
5.4.3 基於排序的蟻群算法 96
5.4.4 自適應蟻群算法 96
5.5 關鍵參數說明 97
5.6 MATLAB仿真實例 99
參考文獻 108
第6章 粒子群算法 111
6.1 引言 111
6.2 粒子群算法理論 112
6.2.1 粒子群算法描述 112
6.2.2 粒子群算法建模 113
6.2.3 粒子群算法的特點 113
6.3 粒子群算法種類 114
6.3.1 基本粒子群算法 114
6.3.2 標準粒子群算法 114
6.3.3 壓縮因子粒子群算法 115
6.3.4 離散粒子群算法 116
6.4 粒子群算法流程 116
6.5 關鍵參數說明 117
6.6 MATLAB仿真實例 120
參考文獻 135
第7章 模擬退火算法 137
7.1 引言 137
7.2 模擬退火算法理論 138
7.2.1 物理退火過程 138
7.2.2 模擬退火原理 139
7.2.3 模擬退火算法思想 140
7.2.4 模擬退火算法的特點 141
7.2.5 模擬退火算法的改進方嚮 141
7.3 模擬退火算法流程 142
7.4 關鍵參數說明 143
7.5 MATLAB仿真實例 145
參考文獻 156
第8章 禁忌搜索算法 157
8.1 引言 157
8.2 禁忌搜索算法理論 158
8.2.1 局部鄰域搜索 158
8.2.2 禁忌搜索 159
8.2.3 禁忌搜索算法的特點 159
8.2.4 禁忌搜索算法的改進方嚮 160
8.3 禁忌搜索算法流程 160
8.4 關鍵參數說明 162
8.5 MATLAB仿真實例 165
參考文獻 176
第9章 神經網絡算法 179
9.1 引言 179
9.2 神經網絡算法理論 180
9.2.1 人工神經元模型 180
9.2.2 常用激活函數 181
9.2.3 神經網絡模型 182
9.2.4 神經網絡工作方式 182
9.2.5 神經網絡算法的特點 183
9.3 BP神經網絡算法 184
9.4 神經網絡算法的實現 187
9.4.1 數據預處理 187
9.4.2 神經網絡實現函數 188
9.5 MATLAB仿真實例 191
參考文獻 199
附錄A MATLAB常用命令和函數 201
前 言
近年來,隨著計算機技術的快速發展,為瞭在一定程度上解決大空間、非綫性、全局尋優、組閤優化等復雜問題,不少智能優化方法不斷湧現,例如:進化類算法、群智能算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法和神經網絡算法等。因其獨特的優點和機製,這些算法得到瞭國內外學者的廣泛關注,掀起瞭研究熱潮,在信號處理、圖像處理、生産調度、任務分配、模式識彆、自動控製和機械設計等眾多領域得到瞭成功應用。
本書介紹瞭8種經典智能優化算法的來源、原理、算法流程和關鍵參數說明,並給齣瞭具體MATLAB仿真實例,包括:遺傳算法、差分進化算法、免疫算法、蟻群算法、粒子群算法、模擬退火算法、禁忌搜索算法和神經網絡算法。全書分為9章:第1章為概述,綜閤介紹智能優化算法的功能和應用以及主要算法的來源、原理和特點;第2~9章對上述8種智能優化算法分彆進行介紹,包括其算法簡介、算法理論、算法主要種類、算法流程和關鍵參數說明,並給齣MATLAB仿真實例,其中有的章節還介紹算法的改進方嚮和實現方法。
智能優化算法可應用於電子、通信、計算機、自動化、機器人、經濟學和管理學等眾多學科;對於要用這些算法工具來解決具體問題的理論研究和工程技術人員來說,通過本書可以節省大量查詢資料和編寫程序的時間,通過MATLAB仿真實例可以更深入地理解、快速地掌握這些算法。由於每種算法的優化目標可以很多,對應的修正算法也很多,感興趣的讀者可以在此基礎上進行深入研究。
本書的第1~4章和第7~9章由包子陽編寫和修訂;第5章和第6章由餘繼周編寫和修訂;楊杉參與第2章和第6章的修訂以及對全書的審查和校正。書中的所有源程序均可在電子工業齣版社網站(www.phei.com.cn)下載。在本書改版過程中,得到瞭北京無綫電測量研究所人力資源處劉紀斌老師、檔信中心董智文主任、《航天雷達》郭珊珊編輯、黨辦陳佳佳老師、所辦郭少霞老師以及總體部的支持和幫助,電子工業齣版社相關編輯為本書的齣版付齣瞭辛勤勞動,特此錶示感謝。
由於編著者水平有限,書中難免有各種不足之處,誠摯希望各位專傢和讀者批評指正。聯係方式:bao_ziyang@163.com。
編著者
2017年11月
我是一名對計算機科學充滿熱情的學生,正在積極地進行自主學習,希望能夠全麵掌握計算領域的各種重要技術。智能優化算法是我一直以來非常感興趣的領域,我認為它們不僅是解決實際工程問題的重要工具,也是理解復雜計算係統運作原理的關鍵。我希望能夠找到一本既能提供清晰、易懂的理論講解,又能通過大量的MATLAB實例來鞏固和深化理解的書籍。我希望這本書能夠從最基礎的算法原理講起,循序漸進地深入到更復雜的算法,並且在每個算法的講解過程中,都能夠提供配套的MATLAB代碼,並且這些代碼能夠被直接運行,甚至進行修改和擴展。我希望這本書能夠幫助我理解算法背後的邏輯,而不僅僅是記住代碼。我尤其希望書中能夠包含一些關於算法性能分析和比較的內容,例如如何評價一個算法的收斂速度、搜索精度等,以及如何根據問題的特點選擇最閤適的算法。如果書中能夠提供一些引導性的練習題,或者是一些可以讓我自己去嘗試解決的拓展性問題,那對我的學習將會有極大的幫助。
評分作為一個長期在工程領域摸爬滾打的工程師,我對各種優化問題的解決方案有著強烈的需求,而智能優化算法無疑是解決復雜、非綫性、高維度優化問題的利器。我一直關注著這個領域的發展,尤其是在實際工程應用中的落地情況。在工作中,我經常需要處理一些傳統優化方法難以解決的問題,例如在産品設計中尋找最優的參數組閤,或者在生産調度中優化資源分配,這些場景往往具有高度的耦閤性和不確定性,傳統的數學規劃方法顯得力不從心。智能優化算法,如遺傳算法、粒子群優化、模擬退火等,以其強大的全局搜索能力和魯棒性,為這些問題提供瞭新的思路。然而,在實際應用中,如何根據具體問題的特點選擇閤適的算法,如何有效地調整算法的參數以獲得最佳性能,以及如何將其集成到現有的工程流程中,都存在著不少挑戰。我希望《智能優化算法及其MATLAB實例(第2版)》能夠在這方麵提供更深入的指導。我尤其看重書中是否能夠提供針對不同工程應用場景的案例分析,例如在機械設計、電子工程、控製係統等領域的實際問題是如何被智能優化算法解決的。如果書中能夠提供一些通用的框架或方法論,指導讀者如何將算法應用於自己的特定問題,那就更好瞭。
評分我是一位對機器學習和人工智能充滿好奇的學習者,一直想係統地學習智能優化算法,並將它們與我正在學習的機器學習模型結閤起來。我深知,很多機器學習模型的訓練過程本身就是一個復雜的優化問題,例如神經網絡的權重更新,支持嚮量機的參數選擇等等。如果能夠掌握智能優化算法,我就可以嘗試使用它們來改進現有模型的訓練效率和性能,甚至開發齣全新的優化方法。我發現,市麵上關於機器學習的書籍很多,但專門講解智能優化算法的書籍,尤其是能夠提供足夠多的MATLAB實例的書籍,相對較少。很多時候,即便學習瞭機器學習算法,在遇到復雜的模型訓練難題時,也因為缺乏優化工具的支撐而感到力不從心。我非常希望能找到一本既能講透智能優化算法的原理,又能提供大量實用的MATLAB代碼示例的書,這樣我就可以通過模仿和實踐,快速掌握這些算法,並將它們應用到我的機器學習項目中。我期待書中能夠講解如何用智能優化算法來解決例如特徵選擇、模型參數調優、超參數優化等實際問題,並且能夠給齣清晰的代碼演示,讓我能夠一步步地跟著學。
評分作為一名科研工作者,我深知算法的重要性,尤其是在處理復雜、開放性強的科學研究問題時,智能優化算法往往能夠打開新的研究思路,解決傳統方法無法攻剋的難題。在我的研究方嚮中,經常需要解決諸如組閤優化、多目標優化等問題,這些問題往往具有很強的NP-hard特性,傳統的精確算法難以適用。智能優化算法,憑藉其仿生學的思想和全局搜索的能力,為這些問題提供瞭有效的解決方案。然而,我一直苦於找不到一本能夠係統梳理各種智能優化算法的最新進展,並提供高質量MATLAB實現的書籍。我希望《智能優化算法及其MATLAB實例(第2版)》能夠在我現有的知識基礎上,為我提供更前沿的算法介紹,例如一些新興的群體智能算法,或者是一些改進型的經典算法。同時,我更看重書中能否提供一些具有挑戰性的、真實的科研應用案例,並詳細展示如何用MATLAB來實現這些算法,包括算法的僞代碼、具體的MATLAB函數調用、以及結果的分析和可視化。如果書中能夠討論不同算法在不同類型問題上的優缺點和適用性,並提供一些指導性的選擇原則,那就更完美瞭。
評分終於拿到瞭《智能優化算法及其MATLAB實例(第2版)》,我是一名正在進行畢業設計研究的碩士生,一直以來,算法的選取和實現都是我的一大難題。尤其是智能優化算法,雖然理論知識在網上和教材上能找到不少,但真正將其落地到實際問題中,卻常常因為缺乏清晰的指導而舉步維艱。我最頭疼的就是,很多理論講解往往停留在數學公式層麵,對於新手來說,理解這些抽象的概念並將其轉化為可執行的代碼,就像是隔著一層紗。而市麵上的一些教材,雖然講解得也很細緻,但往往缺乏足夠多的、貼近實際應用場景的例子,讓我即使理解瞭理論,也不知道如何去“用”。尤其是我在做導師布置的一個項目時,需要用到遺傳算法來優化一個復雜的模型參數,查瞭很多資料,要麼是太偏理論,要麼是例子太簡單,無法直接套用,這讓我非常沮喪。我希望能找到一本既能深入講解算法原理,又能提供豐富、可操作的MATLAB實例的書,幫助我快速上手,少走彎路。這本書的齣版,讓我看到瞭希望,我迫不及待地想翻開它,看看它能否解決我目前麵臨的睏境,為我的畢業設計提供堅實的理論和實踐支持。我非常期待書中能夠詳細地剖析每一個算法的內在邏輯,並結閤實際案例,一步一步地展示代碼的編寫過程,甚至包括一些調試和優化的技巧,這樣纔能真正做到學以緻用。
評分挺不錯,小夥子快遞員!
評分Fearless Girl: Know the power of women in leadership. She makes a difference
評分商品質量好,效果好,大傢都很喜歡,值得推薦的好貨。
評分Fearless Girl: Know the power of women in leadership. She makes a difference
評分很不錯的書,可以作為入門學習
評分好好
評分呃呃呃啊啊啊
評分不錯的書
評分很不錯的書,可以作為入門學習
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