[MATLAB智能算法30个案例分析].史峰等.扫描版.pdf

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MATLAB开发实例系列图书 MATLAB智能算法30个案例分析 史峰王辉郁磊胡斐编著 京挑空航天兵答出起 内容简介 本书是作者多年从事算法研究的经验总结。书中所有案例均因国内各大 MATLAE技术论坛 网友的切身需求而精心设计,其中不少案例所涉及的内容和求解方法在国内现已出版的 MATLAB 书籍中鲜有介绍。 本书采用案例形式,以智能算法为主线,讲解了遗传算法、免疫算法、退火算法、粒子群算法、 鱼群算法、蚁群算法和神经网络算法等最常用的智能算法的 MATLAB实现。本书共给出30个案 例,每个案例都是一个使用智能算法解决问题的具体实例,所有案例均由理论讲解、案例背景 MATLAB程序实现和扩展阅读四个部分组成,并配有完整的原创程序,使读者在掌握算法的同时 更能快速提高使用算法求解实际问题的能力。 本书可作为本科毕业设计、研究生项目设计、博士低年级课题设计参考书籍,同时对广大科研 人员也有很高的参考价值。 图书在版编目(CIP)数据 MATLAE智能算法30个案例分析/史峰,王辉等编著 .一北京:北京航空航天大学出版社,2011.7 ( MATLAB开发实例系列图书) ISBN978-7-5124-0351-2 I.①M…Ⅱ.①史…②王…Ⅲ.①计算机辅助计算 一软件包, MATLABⅣ.①TP391.75 中国版本图书馆CIP数据核字(2011)第026490号 版权所有,侵权必究。 MATLAB智能算法30个案例分析 史峰王辉鄘磊胡斐編著 责任编辑董瑞 北京航空航天大学出版社出版发行 北京市海淀区学院路37号(邮编100191)http://www.buaapress.com.cn 发行部电话:(010)82317024传真:(010)82328026 读者信箱;goodtextbook@126.com邮购电话:(010)82316936 涿州市新华印刷有限公司印装各地书店经销 开本:787×10921/16印张:20字数:512千字 2011年7月第1版2011年7月第1次印刷印数:5000册 ISBN978-7-5124-0351-2 定价:39.00元 若本书有倒页、脱页、缺页等印装质量问题,请与本社发行部联系调换。联系电话:010-82317024 对于高年级的本科生、研究生和科研工作者来说,各种各样新奇和有趣的智能算法在日常 的工作和学习中是会经常遇到的。有的人会觉得智能算法很复杂—当涉及一种算法有效性 的证明过程时,往往厚厚的一本书还不能完全讲解透彻,到目前为止,有些算法的有效性和收 敛性尚没有完整的数学证明过程;有的人会觉得智能算法太深奥—一当需要用一种算法来解 决一个具体问题的时候,看着算法的原理,往往不知道如何去求解以及怎样从问题中抽象出可 以采用的某一种或者几种算法的数学模型。 因此,对于这些算法,我们应该采取什么样的学习态度,是去翻一本本厚厚的书来追本溯 源,从一堆堆的公式中去反复推导,还是根据算法的原理,花费大量的时间去一点点编写程序? 钻研的精神固然可取,但我们一定要采用这样的方法去一点点地钻研、考究、推理、论证,用大 量的时间和精力来解决本身对我们意义并不是很大的问题吗? 如果我们只是用这些算法来解决实际问题,只是想用这些算法尝试一下常规算法难以准 确求解的问题,对于这些复杂的理论,我们可以简单研究,了解算法中最精髓的几个概念以及 算法模型的抽象方法即可,更应该把时间放在如何从实际待求解的问题中抽象出适合算法求 解的模型上,甚至是如何利用与借鉴别人的方法和经验来求解自己的问题。 本书即从这个角度出发来研究各种智能算法,书中没有对算法理论进行长篇的推导和论 证,没有烦琐的证明过程,而是把注意力放在了如何从一个问题中抽取出一个可以用某种智能 算法求解的数学模型,以及如何用尽量规范的程序表达一个实际问题的求解过程。 本书采用案例形式,以智能算法为主线,讲解了遗传算法、免疫算法、退火算法、粒子群算 法、鱼群算法、蚁群算法和神经网络算法等最常用的智能算法的 MATLAB实现,每个案例都 是一个使用智能算法解决问题的具体实例,所有案例均由理论讲解案例背景、 MATLAB程 序实现和扩展阅读四个部分组成。 参与本书编写的四位作者均有多年的 MATLAB程序开发经验,并且在长期的算法使用 过程中积累了丰富的求解问题的经验。本书的理论讲解深入浅出,问题求解思路清晰,程序讲 解详细全面。希望读者通过阅读本书,不仅能够了解和掌握算法的来源、概念和原理,而且能 够提高使用算法求解实际问题的能力 各位读者尤其需要关注的是,本书在MATLABSKY论坛(www.matlabsky.com)中开辟 了专门的版块,读者可以通过专版和作者进行面对面的交流,“你来提问,我来回答”,希望在互 动交流中能够碰撞出智慧的火花,在解决问题的同时共同提高。 感谢在本书的写作过程中帮助过我的所有人,感谢北京航空航天大学出版社的大力支持 感谢 MATLABSK Y论坛的支持,正是大家的共同努力,这本书才得以问世。由于水平有限, 书中错误和疏漏之处敬请大家批评指正! 史峰 2010年12月12日于上海 目录 第1章谢菲尔德大学的 MATLAB遗传算法工具箱… 1.1理论基础 1.1.1遗传算法概述 1.1.2谢菲尔德遗传算法工具箱……………… 1.2案例背景…… 111133 1.2.1问题描述…… 1.2.2解题思路及步骤………………………………………………………3 1.3 MATLAB程序实现 1.3.1工具箱结构…… 1.3.2遗传算法常用函数 1.3.3遗传算法工具箱应用举例 12 1.4延伸阅读…………………………………………………………………………16 参考文献 16 第2章基于遗传算法和非线性规划的函数寻优算法…… 17 2.1理论基础……………… 17 2.1.1非线性规划………………………………………………………………17 2.1.2非线性规划函数 …17 2.1.3遗传算法基本思想………… ………17 2.1.4算法结合思想………………………………………………………………18 2案例背景………… 18 2.2.1问题描述 18 2.2.2算法流程……………………………………………………………………18 2.2.3遗传算法实现 19 2.3 MATLAB程序实现… 20 2.31适应度函数 …20 2.3.2选择操作……………………………………………………………20 2.3.3交叉操作… …………20 2.3.4变异操作………………………………………………………21 2.3.5算法主函数……………………………………………………… 22 2.3.6非线性寻优…… 24 2.3.7结果分析…………………………………………………………………………24 2,4延伸阅读……… 非, 25 2.4.1其他函数的优化… 25 2.4.2其他优化算法……………………………………………………………………………26 参考文献 26 MATLAB智能算法30个案例分析 凭第3章基于遗传算法的BP神经网络优化算法 ……………………………………27 3.1理论基础 ……27 3.1.1BP神经网络概述………27 3.1.2遗传算法的基本要素… …………27 3.2案例背景…… 27 在线交流卡登录技术 3.2.1问题描述………………… 暑和甲+·中+·.· 27 3.2.2解题思路及步骤 29 3.3 MATLAB程序实现 31 3.3.1神经网络算法…31 3.3.2遗传算法主函数… ……………32 3.3.3比较使用遗传算法前后的差别……………………………………………34 3.3.4结果分析 翻鲁 论 35 坛 3.4延伸阅读…………………………………………………………………………36 参考文献…… 37 作第4章基于遗传算法的TSP算法 38 者 4.1理论基础…… ·,,中,中·,·中···,,·.,···.·,·,曹,,由·整曹世 38 在线交流 4.2案例背景…… 38 4.2.1问题描述…………………………………………………………………………38 4.2.2解决思路及步骤………………………………………………………39 4.3 MATLAB程序实现… 40 4.3,1种群初始化……… 40 4.3.2适应度函数…… 40 4.3.3选择操作…………………………………………………………………………41 4.3.4交叉操作… ………41 4.3.5变异操作… ………………………43 4.3.6进化逆转操作 43 4.3.7画路线轨迹图…………………… 43 4.3.8遗传算法主函数………………………………………………………………………44 4.3.9结果分析…………………… 47 4.4延伸阅读 ……………………48 4.4.1应用扩展……… 48 4.4.2遗传算法的改进 ……49 4.4.3算法的局限性… …………………49 参考文献 …………49 第5章基于遗传算法的LQR控制器优化设计 50 5.1理论基础……… .中+,中,·..,.普,·中中中中·, 50 5.1,1LQR控制………………… ………………………50 5.1.2基于遗传算法设计LQR控制器… 50 5.2案例背景… …51 5.2.1问题描述… 51 5.2.2解题思路及步骤………………52 目录 5.3 MATLAB程序实现… 53 5.3.1模型实现…………………………………………………………53 5.3.2遗传算法实现……… 54 5.3.3结果分析… 56 参考文献……56 第6章遗传算法工具箱详解及应用 57 6.1理论基础…… 57 6.1.1遗传算法的一些基本概念 6.1.2遗传算法与直接搜索工具箱 58 线交流卡登录 6.2案例背景… 58 6.2.1问题描述………… ……58技 6.2.2解题思路及步骤… 6.3 MATLAB程序实现………………………………………………………59 6.3.1 GADST各函数详解 6.3.2 GADST的使用简介…………………………………………63 6.3.3使用 GADST求解遗传算法相关问题… ……66 术可作者在线交 6.4延伸阅读…… ··*“·“·“·“““甲““““““““.·, 68 参考文献… …………………………………………68流 第7章多种群遗传算法的函数优化算法 69 7.1理论基础…………………………………………………………………69 7.1.1遗传算法早熟问题……… 7.1.2多种群遗传算法概述 69 7.2案例背景… ……70 7.2.1问题描述 70 7.2.2解题思路及步骤 n由 由面南画 ……………………………71 7.3 MATLAB程序实现 71 7.3.1移民算子……………………………………………………………72 7.3.2人工选择算子……… 72 7.3.3目标函数 7.3.4标准遗传算法主函数… 73 7.3.5多种群遗传算法主函数……………………………………74 7.3.6结果分析… ,世:··中··“平 5 74延伸阅读 …76 参考文献 ……………………………7 第8章基于量子遗传算法的函数寻优算法 78 8.1理论基础………… 非排1 78 8.1.1量子遗传算法概述 …………………………………………………78 8.1.2量子比特编码… 78 8.1.3量子门更新 aa;;:.,..*·!中···中**·…·······:····:··4· 79 8.2案例背景… ……………………………………………………………………79 8.2.1问题描述……… ……………79 MATLAB智能算法30个案例分析 8.2.2解题思路及步骤 80 凭封一上的在线交 8.3 MATLAB程序实现 …82 8.3.1种群初始化………………………………………………………………82 8.3.2测量函数… 82 8.3.3量子旋转门函数 83 8.3.4适应度函数…………………………………………84 8.3,5量子遗传算法主函数 8.3.6结果分析… 87 录已品技术 8.4延伸阅读……………………………………………………………………87 参考文献 …………………………88 技第9章基于遗传算法的多目标优化算法… 89 术9,1理论基础……… 89 论坛可与作者在线 9.1.1多目标优化及 Pareto最优解 89 9.1.2函数 gamultiobj ………………………………………………………89 9.1.3函数 gamultiobj中的一些基本概念 90 9.2案例背景………………………………………………………………90 9.2.1问题描述 0 9.2.2解题思路及步骤 ………………………………90 93 MATLAB程序实现 ………………………………91 9.3.1 gamultiobj组织结构…………91 9.3.2函数 stepgamultiobj分析… 92 9.3.3使用函数 gamultiobj求解多目标优化问题……99 9.3.4结果分析……………………………………………100 参考文献 101 第10章基于粒子群算法的多目标搜索算法 …102 10.1理论基础 ………………………102 10.2案例背景 102 10.2.1问题描述……………………………………………………………………102 10.2.2算法流程 ……103 10.2.3适应度计算………………………………………………………103 10.2,4筛选非劣解集 ……103 10.2.5粒子速度和位置更新 量·量量量塑,·鲁鲁·申!, ………………………103 10,2.6粒子最优… 104 10.3 MATLAB程序实现………… ………104 10.3.1种群初始化……………………………………………104 10.3.2种群更新… 104 10.3.3更新个体最优粒子………………………………105 10.3.4非劣解筛选…………………………………………………………105 10.3.5仿真结果 韦非翻着,着和着非。,。那重和,, 106 10.4延伸阅读 107 参考文献…*………………………………………………107 目录 第11章基于多层编码遗传算法的车间调度算法 108 11,1理论基础………………………………………………………………………………108 11.2案例背景… 108 11.2.1问题描述………………………………………………………………………108 11.2.2模型建立……… 凭封一上的在线交 108 11.2.3算法实现 重世··遭曹··· …………………………………109 11.3 MATLAB程序实现………………………………………………………………………110 11,3.1主函数……… 110 11.3,2适应度值计算…… 111 11.3.3交叉函数…………………………………………………113 11.34变异函数……………… 113 11.3.5仿真结果………………………………………………………………114 11.4案例扩展… 115 11.4.1模糊目标……………… ………………15 11.4.2代码分析……………………………………………………………!116 11.4.3仿真结果……………… 117 技术论坛可与作者在线 参考文献…………………………………………117 第12章免疫优化算法在物流配送中心选址中的应用… 118 12.1理论基础…… 118 12.1.1物流中心选址问题 118 12.1.2免疫算法的基本思想 118 12.2案例背景 …119 12.2.1问题描述……… 119 12.2.2解题思路及步骤…………………………………120 12.3 MATLAB程序实现… 122 12.3.1免疫算法主函数……… ……122 12.3.2多样性评价· ……………………………………………123 12.3.3免疫操作……………………………………124 12.3.4仿真实验……………………………127 12.4案例扩展… 128 参考文献………………………………………………………………129 第13章粒子群算法的寻优算法 ………130 13.1理论基础………30 13.2案例背景… ·,(非和角 130 13,2.1问题描述… 130 13.2.2解题思路及步骤…………………31 13.3 MATLAE程序实现 ∴……………………………………131 13.3.1PsO算法参数设置 131 13.3.2种群初始化 132 13.3.3寻找初始极值………… 132 13.3.4迭代寻优…………… ……133

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wlp128 很好的一本书,期待最新的版本!
2018-10-31
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sjj821202 书看完了,不错~
2018-08-25
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Oxhorn 案例化教学,适合初学者
2018-03-16
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初三新生 非常棒的书,支持!
2017-10-11
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chiqi4699 适合入门,推荐
2017-10-08
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dajinsique 很不错的资料!
2017-09-01
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qq_16459947 很清楚啊,,适合学习,,谢谢分享!!!
2017-08-30
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PrettyDenise 扫描版,比较清晰,很好的书籍,有详细的案例解析和编码,适合初学者。
2017-07-19
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l2011300414 对于用matlab进行优化算法学习与应用的初学者很好
2017-04-03
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道是平常心 很好的学习资料。
2016-11-24
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