多项式膜计算模型的遗传优化设计方法

发布时间：2017-11-27 12:13

  本文关键词：多项式膜计算模型的遗传优化设计方法

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【摘要】：膜计算作为自然计算的一个新分支,旨在从生命细胞的结构中和组织、器官等细胞群的协作中抽象出的计算模型。膜计算模型被称为膜系统(P系统),以其分布式和极大并行性等特点而广受关注。 研究者们通过数学、形式语言等工具对膜计算进行理论研究,已提出一些膜计算模型。但这些模型大都是由设计者们根据经验反复推敲、验证而设计出的,设计过程较为耗时耗力。因此,将进化算法引入到膜系统设计中实现膜系统的自动设计已成为膜计算领域一个重要的研究方向。从已有成果来看,通过引入进化算法来实现膜系统的自动设计,已经能够实现完成一定计算任务的膜系统,如计算42、n2的膜系统。然而这些膜系统只能完成简单的单项式的计算,没有形成统一的计算框架,不利于膜系统设计工作的推进。因此,本文以细胞型膜系统为研究对象,探讨采用遗传算法和P-Lingua仿真软件实现多项式膜系统的自动设计。论文主要工作及研究成果概括如下： 1、采用C#语言编程实现了一款专门用于统计细胞型膜系统种类的软件,着重介绍了该软件的设计思路、开发流程、实现功能、使用方法等,并以具体实例验证了该软件的有效性； 2、提出多项式膜系统的遗传优化自动设计方法,在给出其一般设计思路的基础上,具体介绍了膜系统的置换编码方案、膜系统终止与否的判断方法、改进的罚函数评价方法、遗传操作算子的选择及遗传参数的设置等。并将该方法应用于计算三次多项式膜系统的设计,实验结果表明,该方法可成功设计出多种满足要求的膜系统； 3、提出规则条数可变的膜系统自动设计方法,具体介绍了设计思路、对膜系统进化规则集的处理流程,并将该方法分别应用于n2膜系统的设计和多项式膜系统的设计实验结果表明,该方法设计出的膜系统规则条数在设置的最大条数内可变,相比于已有的方法,能够设计出规则条数更少且满足要求的膜系统,从而为寻找最小膜系统打下了基础。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP38

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张葛祥;潘林强;;自然计算的新分支——膜计算[J];计算机学报;2010年02期

2 葛继科;邱玉辉;吴春明;蒲国林;;遗传算法研究综述[J];计算机应用研究;2008年10期

3 孙艳丰，，王众托;遗传算法在优化问题中的应用研究进展[J];控制与决策;1996年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 牛云云;求解计算困难问题的膜计算模型与算法研究[D];华中科技大学;2012年

本文编号：1231797