基于高斯分布的教与学优化算法研究与应用

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1、分类号：TP301.6密级：公开专业学位研究生学位论文论文题目（中文）基于高斯分布的教与学优化算法研究与应用ResearchandApplicationonTeachingand论文题目（外文）LearningAlgorithmBasedonGaussianDistribution研究生姓名王敏学位类别工程硕士专业学位领域计算机技术学位级别硕士校内导师姓名、职称马志新校外导师单位、姓名论文工作起止年月2015年9月至2016年11月论文提交日期2016年9月论文答辩日期2016年11月学位授予日期校址：甘

2、肃省兰州市原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：基于高斯分布的教与学优化算法研究与应用中文摘要教学优化算法（Teaching-learningbasedoptimization，TLBO）

3、是一种新型的智能优化算法，它通过模拟迭代人类的教学过程，来寻求问题的最优解，该算法以其参数少、算法简单、易理解、求解速度快等优点，被广泛应用于解决各类优化问题。但是，TLBO算法由于收敛速度过快，易陷入局部最优解，从而影响算法全局优化能力。针对这一不足，本文开展了相应研究工作，主要内容如下：（1）提出了一种基于高斯分布的教与学混合优化算法（GTLBO），该算法首先采用反向学习机制对种群进行初始化，提高初始解的质量；其次，将高斯分布融入教学阶段，提高全局搜索效率；另外，在学习阶段加入交叉操作，保留历史信息有

4、利于跳出局部最优。最后，选取33个标准函数进行测试验证，并与其它类TLBO优化算法进行了比对分析。实验结果表明：相比其他类TLBO算法，GTLBO可以有效性提升全局优化能力。（2）将GTLBO用于解决无等待流水车间调度问题，以最小化最大完成时间为求解目标。通过编码映射将连续个体映射到离散工件序列，同时采用基于工件的局部搜索方法进一步提高解的质量。实验结果表明，GTLBO算法可以有效地求解无等待流水车间调度这一典型的混合优化问题。关键词：教学优化算法，高斯分布，零等待流水车间调度，最大完成时间IResear

5、chandApplicationonTeachingandLearningAlgorithmBasedonGaussianDistributionAbstractTeaching-leaningbasedoptimization（TLBO）isanovelintelligenceoptimizationalgorithm,whichsimulatesthelearningprocessofhuman,toseekoptimalsolutionoftheproblem.Theadvantageofthisa

6、lgorithmwithitslessparameters,simple,easytounderstand,speed,canbewidelyusedtosolvevariousoptimizationproblems.But,TLBOalgorithmiseasytofallintolocaloptimalsolutionduetothefastconvergespeed,whichcanaffecttheglobaloptimizationabilityofthealgorithm.Asforthis

7、,inthispaperwedoresearchworkaroundthis.Themaincontentofthispaperisasfollows:(1)ThispaperproposesateachingandlearningmechanismandGaussiandistributionbasedhybridoptimizationalgorithm(GTLBO).First,thispaperusestheopposition-basedlearningtoinitializethepopula

8、tiontoimprovethequalityofinitialsolutions.Second,Gaussiandistributioniscombinedtotheteachingphasetoincreasetheefficiencyofglobalsearch.Inaddition,inthelearningphasewejointhecrossoveroperation,theretentionofhistorica