蟻群算法的改進(jìn)研究與應(yīng)用碩士學(xué)位論文

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1、中圖分類號：O224論文編號：學(xué)科分類號：110.7480密　　級：公開安徽理工大學(xué)碩士學(xué)位論文蟻群算法的改進(jìn)研究與應(yīng)用作者姓名：弓英瑛專業(yè)名稱：應(yīng)用數(shù)學(xué)研究方向：優(yōu)化理論與應(yīng)用導(dǎo)師姓名：許峰教授導(dǎo)師單位：安徽理工大學(xué)理學(xué)院答辯委員會主席：論文答辯日期：年月日安徽理工大學(xué)研究生處年月日ADissertationinAppliedMathematicsResearchandApplicationofImprovedAntColonyAlgorithmCandidate:GongYingyingSupervisor:

2、XuFengSchoolofScienceAnhuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168,ShungengRoad,Huainan,232001,P.R.CHINA獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得安徽理工大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并

3、表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：___________日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解安徽理工大學(xué)有保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬于安徽理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)安徽理工大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日

4、摘要摘要蟻群優(yōu)化算法是一種群體智能算法，是自然界中螞蟻群落在尋找食物過程的模擬，是一種新興的智能進(jìn)化算法，是專門解決離散的棘手的問題，在許多應(yīng)用中，充分展示了其優(yōu)點(diǎn)，在算法的改進(jìn)方面也取得了很好的成果。與積極的反饋、自組織、分布式、強(qiáng)健、易與其他算法相結(jié)合的優(yōu)勢，蟻群算法往往陷入局部最優(yōu)解，收斂速度慢，對初始解的要求比較高。從理論上講，適當(dāng)轉(zhuǎn)換后改進(jìn)的蟻群算法可以使任何組合優(yōu)化問題得到更快地解決。本文在蟻群算法和模擬退火算法的基礎(chǔ)上對他們進(jìn)行混合改進(jìn)，并考慮目標(biāo)函數(shù)梯度的因素，促使算法快速全局收斂；另外，在夾角優(yōu)

5、化方面也作了相關(guān)改進(jìn)，考慮方向夾角對算法的影響程度，都得到了很好的結(jié)果。根據(jù)蟻群算法的特點(diǎn)，本文提出了基于目標(biāo)函數(shù)梯度的模擬退火蟻群算法和夾角優(yōu)化的蟻群算法。數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)表明：改進(jìn)的新算法不僅具有原算法的優(yōu)點(diǎn)，而且提高了算法的速度。新算法應(yīng)用于旅行商及路徑規(guī)劃問題，新算法的優(yōu)越性得到了驗(yàn)證。本文所做工作如下：1.簡要介紹了蟻群算法的產(chǎn)生背景意義及研究現(xiàn)狀，歸納論文所研究的內(nèi)容與意義。2.簡要介紹了蟻群算法的基本原理、算法步驟及流程，最后分析了算法的優(yōu)缺點(diǎn)等。3.首先簡要介紹了模擬退火算法的基本原理和算法的過程，

6、然后介紹了一種基于目標(biāo)函數(shù)的梯度模擬退火蟻群算法的基本原理和算法流程，最后給出新算法對問題優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4.首先簡要介紹路徑規(guī)劃問題，然后介紹夾角優(yōu)化的蟻群算法的基本原理和算法流程，最后給出新算法對路徑規(guī)劃問題優(yōu)化的結(jié)果。圖13表1參33關(guān)鍵詞：蟻群算法；模擬退火算法；梯度；夾角優(yōu)化分類號：O224IAbstractAbstractAntcolonyalgorithmisakindofswarmintelligenceoptimizationalgorithm.Itisanewintelligentevolut

7、ionaryalgorithmwhichisasimilartotheprocessofantcommunitiesinsearchoffoodinnature.Anditisanidealmethodforsolvingdifficultdiscreteproblems.Itfullydemonstrateditsadvantagesinmanyapplicationsandobtainedgoodresultsintermsofimprovedalgorithms.Antcolonyalgorithmhast

8、headvantageofpositivefeedback,self-organization,distributed,robust,easytocombinewithotheralgorithms.Butoftentrappedinlocaloptimalsolution,convergenceisslow,theinitialsolutionisrelativelyh