Matlab遗传算法优化工具箱(GAOT)的研究与应用.pdf

第19卷第6期机械研究与应用Vol19No6
2006年l2月MECHANICALRESEARCH&APPLICAT。ION2o()6一l2

Matlab遗传算法优化工具箱(GAOT)的研究与应用

周正武，丁同梅，田毅红，王晓峰’‘
(1．广东省技师学院，广东博罗516100；2．天津大学机械工程学院，天津300072；
3．承德技师学院，河北承德067400；4．郑州职业技术学院，河南郑州450121)

摘要：介绍遣传算法的基本原理和Matlab的遗传算法优化工具箱(GAOT)，分析了优化工具函数。探讨Matlab遗传算法工具箱在
参数优化和非线性规划中的应用。通过优化实例，说明遗传算法是一种具有良好的全局寻优性能的优化方法。用Maflab语
言及Maflab语言编制的优化工具箱进行优化设计具有语言简单、函数丰富、用法比较灵活、编程效率高等特点。
关键词：遗传算法；Matlab工具箱；优化
中图分类号：TH164文献标识码：A文章编号：1007—44l4(2006)06-0069-03
TllestudyandapplicationofgeneticalgorithmoptimizationtoolboxInMatlab

ZhouZheng—WU。DingTong—mei。TianYi—hong。WangXiao—feng·
(1．Collegeof她一gradetechnician。BoluoGnangdong516100。China：
2．Collegeofmechanicalandengineering。Tianfinunwersi~。Tianjin300072。China；
3．Chengdecollegeof她一gradetechnician。ChengdeHebei067400。China；
4．Zhengzhouvocationalcollegeoftechnology。Zhengzhouttenan450121。China)
Abstract：Thepaperintroducesgeneticalgorithm(GA)andMaflabgeneticalgorithmoptimizationtoolboxandanalysesthe
optimizationtolboxfunction．Thefunctionoptimizationproblemofparameteroptimizationandnonlinearhasbeengivento

demonstratethatgeneticalgorithmisabetterglobaloptimizationmethod．TheoptimizationdesigninMaflabandMaflaboptimi-
zationtolboxhavesimplelanguage、abundantfunctions、flexiblemethodandhi．ghprogrammingefficiency．
Keywords：geneticagolrithm；maflabtolbox：optimization

遗传算法(GA)是一类借鉴生物界自然选择和遗传原理进，最后收敛到一个最适合环境的个体上(当然也有其它的收
的随机优化搜索算法。其主要特点是群体搜索策略和群体中敛准则)，求得问题的最佳解。由于最好的染色体不一定出现
个体间的信息交换、搜索不依赖于梯度信息。遗传算法几乎在最后一代，开始时保留最好的染色体，如果在新的种群又发
渗透到从工程到社会科学的诸多领域，广泛用于组合优化、机现更好的染色体，则用它代替原来的染色体，进化完成后，这
器学习、白适应控制、规划设计和人工生命等领域，是2l世纪个染色体可看作是最优化的结果。
有关智能计算中的关键技术之一。Matlab语言是一种高效率1．2遗传算法的步骤
的用于科学工程计算的高级语言，它的语法规则简单、更贴近遗传算法与传统搜索算法不同，它以适应度(fitness)函
人的思维方式，通俗易懂。Maflab语言有着丰富的各种工具数(目标函数)为依据，通过对种群(popldAfon)中的所有个体
箱，Maflab的优化工具箱提供对各种优化问题的一个完整的实施遗传操作，实现群体内个体结构重组的迭代过程搜索法。
解决方案。遗传算法优化工具箱就是其中之一。采用Maflab选择(selection)、杂交(crossover)、变异(mutation)构成遗传算
遗传算法优化工具箱，不仅具有简单、易用、易于修改的特点，法的3个主要遗传操作。参数编码、初始群体的设定、适应度
且为解决许多传统的优化方法难以解决的参数优化、非线性、函数的设计、遗传操作设计、控制参数设定等要素组成遗传算
多峰值之类的复杂问题提供有效的途径，为遗传算