智智 能能 优优 化化 计计 算算华东理工大学自动化系华东理工大学自动化系 刘漫丹刘漫丹 实验实验15 15楼楼221 64253078221 64253078w课程名称智能优化计算w教师联系方式办公地点：实验十五楼221，Tel：64253078E-mail：liumandanecust.edu.cn课件下载：http:/e-algorithm.cctrblog.net (password)w上课时间地点周二 34节，八/210周四 56节，八/307智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w课程定位解决的问题：优化问题解决的方法：智能方法数学工具实用方法w考核方式课堂讨论（抽签）或报告作业（编程，2次）智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w内容安排最优化问题概述禁忌搜索算法(Tabu search)模拟退火算法(Simulated Annealing)遗传算法(Genetic Algorithm)神经网络优化算法(Neural Network)群智能算法，包括蚁群算法(Ant Colony Optimization)、粒子群算法(Particle Swarm Optimization)广义领域搜索算法及其统一结构课堂讨论及作业智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w参考书1 邢文训, 谢金星. 现代优化计算方法. 北 京: 清华大学出版社, 2005.2 王凌. 智能优化算法及其应用. 北京: 清 华大学出版社, 2001.3 阎平凡, 张长水. 人工神经网络与模拟 进化计算. 北京: 清华大学出版社, 2005.智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w参考书 4王小平, 曹立明. 遗传算法理论、应用 与软件实现. 西安: 西安交通大学出版社, 2002.5黄席樾等. 现代智能算法理论及应用. 北京 ：科学出版社, 2005.6高尚, 杨静宇. 群智能算法及其应用. 北京: 中国水利水电出版社, 2006.智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 第一章第一章 绪论绪论智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 1.1 1.1 引言引言1.1.1 1.1.1 优化问题优化问题1.1.2 1.1.2 传统优化方法传统优化方法 1.1.3 1.1.3 现代优化方法现代优化方法 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题1.2.2 1.2.2 组合优化问题组合优化问题 1.3 1.3 启发式算法启发式算法 1.3.1 1.3.1 启发式算法的定义启发式算法的定义 1.3.2 1.3.2 启发式算法的分类启发式算法的分类 1.3.3 1.3.3 启发式算法的性能分析启发式算法的性能分析 1.4 1.4 计算复杂性与计算复杂性与NPNP完全问题完全问题 1.4.1 1.4.1 计算复杂性的基本概念计算复杂性的基本概念1.4.2 P,NP,NP-C1.4.2 P,NP,NP-C和和NP-hardNP-hard 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 1.1 1.1 引言引言 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w优化技术？以数学为基础，解决各种工程问题优化解w优化技术的用途系统控制人工智能模式识别生产调度1.1.1 1.1.1 优化问题优化问题 1.1 1.1 引言引言 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w最优化问题的描述最优化问题的数学模型的一般描述：1.1.1 1.1.1 优化问题优化问题 1.1 1.1 引言引言 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w待解决的问题连续性问题，以微积分为基础，规模较小w传统的优化方法理论上的准确与完美，主要方法：线性与非线性规划、动态规划、多目标规划、整数规划等；排队论 、库存论、对策论、决策论等。 w传统的评价方法算法收敛性、收敛速度1.1.2 1.1.2 传统优化方法传统优化方法 1.1 1.1 引言引言 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w待解决的问题离散性、不确定性、大规模w现代的优化方法启发式算法（heuristic algorithm）追求满意（近似解）实用性强（解决实际工程问题） w现代的评价方法算法复杂性1.1.3 1.1.3 现代优化方法现代优化方法 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类（函数优化和组合优化） 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w数学表述w难点高维多峰值 1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（Benchmark问题）（1）Sphere Model其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（2）Schwefels Problem 2.22其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（3）Schwefels Problem 1.2其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（4）Schwefels Problem 2.21其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（5）Generalized Rosenbrocks Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（6）Step Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（6）Step Function1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（7）Quartic Function i.e. Niose其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（8）Generalized Schwefels Problem 2.26其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（8）Generalized Schwefels Problem 2.261.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（9）Generalized Rastrigins Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（10）Ackleys Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（10）Ackleys Function1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（11）Generalized Griewank Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（11）Generalized Griewank Function1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（12）Generalized Penalized Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数其中，1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（13）Generalized Penalized Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（14）Shekels Foxholes Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数其中，1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（15）Kowaliks Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数其中，1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题 1.2 1.2 最优化问题及其分类最优化问题及其分类 智能优化计算智能优化计算华东理工大学自动化系 2007年 w测试函数（16）Six-Hump Camel-Back Function其最优状态和最优值为1.2.1 1.2.1 函数优化问题函数优化问题