智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
第一章 绪论
智能优化方法
1.1 引言
1.1.1 优化问题 1.1.2 传统优化方法 1.1.3 智能优化方法
1.2 最优化问题及其分类
1.2.1 函数优化问题 1.2.2 组合优化问题
1.3 智能优化算法
1.3.1 智能优化算法的定义 1.3.2 智能优化算法的分类 1.3.3 智能优化算法的性能分析
智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
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.
1.1 引言
1.1.1 优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
优化技术？ 以数学为基础，解决各种工程问题优化解
优化包括寻找最小值和最大值两种情况。寻找函数
f 的最大值等价于-f最小值寻优，所以两种情况可
归结到一起研究。 优化技术的用途
系统控制、 人工智能、 模式识别、生产调度
……
智能优化方法
智能优化方法
1.2 最优化问题及其分类
1.2.1 函数优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
测试函数 （4）Schwefel’s Problem 2.21
智能优化方法
1.2 最优化问题及其分类
1.2.1 函数优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
测试函数 （3）Schwefel’s Problem 1.2
ni
2
f (X ) ( xj ) ,
i1 j1
| xi | 100
其最优状态和最优值为
min( f ( X *)) f (0,0,,0) 0
例如
变电工程设计中怎样选择设计参数，使设计方案既满足设计要求 又能降低成本；
变电站建设资源分配中，怎样分配有限资源，使分配方案既能满 足各方面的基本要求，又能获得好的经济效益。
优化这一技术，正是为这些问题的解决，提供理论基础 和求解方法，它是一门应用广泛、实用性很强的科学。
智能优化方法
难点 高维
多峰值
智能优化方法
1.2 最优பைடு நூலகம்问题及其分类
1.2.1 函数优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
测试函数（Benchmark问题） （1）Sphere Model
n
f ( X ) xi2 , i 1
| xi | 100
其最优状态和最优值为
min( f ( X *)) f (0,0,,0) 0
1.1 引言
1.1.1 优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
最优化问题的描述 最优化问题的数学模型的一般描述：
min f (x) s.t. g(x) 0,
xD
智能优化方法
1.1 引言
1.1.2 传统优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
待解决的问题 连续性问题，以微积分为基础，规模较小
智能优化方法
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
考核方式
课堂讨论与报告
沈阳农业大学信电学院 2014年
智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
内容安排
最优化问题概述
遗传算法(Genetic Algorithm) 模拟退火算法(Simulated Annealing) 禁忌搜索算法(Tabu search) 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) 课堂讨论与报告
传统的优化方法 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。
传统的评价方法 算法收敛性、收敛速度
智能优化方法
1.1 引言
1.1.3 智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
待解决的问题 离散性、不确定性、大规模
智能优化方法 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）
智 能 优 化 方法
沈阳农业大学信息与电气工程学院 田有文 新信电楼409 13166765218
智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
课程名称
智能优化方法
教师联系方式
办公地点：新信电楼409 E-mail：youwen_tian10@
上课时间地点
周一 下午，304
智能优化方法
1.2 最优化问题及其分类
1.2.1 函数优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
测试函数 （2）Schwefel’s Problem 2.22
n
n
f ( X ) | xi | | xi |,
i 1
i 1
| xi | 10
其最优状态和最优值为
min( f ( X *)) f (0,0,,0) 0
评价方法 算法复杂性
智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
1.2 最优化问题及其分类（函数优化和组合优化）
1.2.1 函数优化问题
数学表述
令S为Rn上的有界子集（即变量 的定义域）， f : S R为n维实值函数，所谓函数 f在S域上 全局最小化就是寻求点 X min S使得f ( X min)在 S域上全局最小，即 X S : f ( X min) f ( X )。
智能优化方法
沈阳农业大学信电学院 2014年
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.
1.4 电力系统优化规划
1.4.1电力系统规划的任务及分类 1.4.2 电源规划的数学模型
沈阳农业大学信电学院 2014年
智能优化方法
1.1 引言
1.1.1 优化问题
沈阳农业大学信电学院 2014年
优化是科学研究、工程技术和经济管理等领域的重要研 究工具。
它所研究的问题是讨论在众多的方案中寻找最优方案。