وبسایت محاسبات تکاملی و الگوریتم رقابت استعماری

متن آموزشی: فصل 5 — خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات
آنچه در اين نوشتار مورد بررسي قرار گرفت ارائه يک الگوريتم بهينه‌‌سازي جدبد بر مبناي مدلسازي رياضي فرايند اجتماعي‌ـ‌سياسي پديده استعمار بود. روش‌هاي مختلفي براي حل مسائل بهينه‌سازي معرفي شده اند. بعضي از اين روشها به صورت تکراري و بر مبناي گراديان، نقطه بهينه تابع هزينه را پيدا مي‌کنند. اين روش‌ها معمولاً سرعت بالايي دارند ولي در درعوض مشکل افتادن در دام بهينه محلي را با خود حمل مي‌کنند. در نقطه مقابل روش‌هايي وجود دارند که به جستجوي نقطه بهينه مطلق تابع مي‌پردازند. الگوريتم‌هاي ژنتيک و بهينه‌سازي گروه ذرات نمونه‌هايي از اين روش‌ها هستند. نکته قابل توجه در مورد اکثر روش‌هاي بهنيه‌سازي تکاملي مطرح شده، اين است که اين روش‌ها معمولاً برگرفته از تکامل زيستي و مدلسازي پديده‌هاي طبيعي هستند و معمولاً جنبه‌هايي از تکامل که مدل شناخته‌شده‌اي از آن وجود ندارد، در حاشيه تحقيقاتي قرار گرفته است. در حقيقت انگيزش اصلي نگارش اين پايان‌نامه پر کردن اين خلا و بررسي جوانب پاسخ منفي‌اي بود که به سوال زير داده مي‌شد:

“آيا تکامل موجودات و به ويژه انسان، تنها به تکامل زيستي او محدود مي‌شود؟!؟”

و آنچه در ادامه مسير مطرح شد، يافتن پاسخ به اين سوال بود که “آيا جوانب ديگر تکامل انساني مي‌توانند به عنوان منبع الهام يک الگوريتم بهينه‌سازي مورد استفاده قرار بگيرند؟”

الگوريتم معرفي شده در اين نوشتار، “الگوريتم رقابت استعماري”، يکي از پاسخ‌هاي مثبتي بود که مي‌شد به اين سوال داد. بطور ويژه در معرفي اين الگوريتم، يک فرايند خاص مورد بررسي ويژه‌اي قرار گرفت. فرايند اجتماعي‌ـ‌سياسي‌ـ‌تاريخي استعمار، پديده‌اي بود که در اين نوشتار براي ارائه الگوريتم مورد استفاده قرار گرفت.

بررسي تاريخي رفتار متقابل مستعمرات و استعمارگران نشان داد که فرايند همگون‌سازي، از سوي استعمارگران براي جذب مستعمرات در فرهنگ و رسوم آنها اعمال مي‌‌شد. همانگونه که موارد تاريخي نشان مي‌دهند، اعمال سياست جذب در بعضي موارد موجب ايجاد تغييرات سريع اجتماعي، سياسي و اقتصادي در مستعمرات شد. سياست جذب در کنار رقابت استعماري، هسته‌هاي الگوريتم معرفي شده را تشکيل مي‌دهند.

بطور خلاصه الگوريتم معرفي شده، با تعدادي کشور اوليه شروع مي‌شود. اين کشورها به دسته‌هايي به نام امپراطوري تقسيم مي‌شوند. هر امپراطوري از تعدادي مستعمره و يک امپرياليست تشکيل شده است. در داخل امپراطوري، سياست جذب از سوي استعمارگران به مستعمرات اعمال شده و آنها را در راستاي محورهاي مختلف اجتماعي‌ـ‌سياسي به سوي خود مي‌کشند. به همراه سياست جذب، رقابتي نيز ميان امپراطوري‌ها برقرار است و همه آنها براي در دست گرفتن مستعمرات همديگر تلاش مي‌کنند. حاصل اين چرخه جذب و رقابت، همگرايي کشورها (جواب‌هاي ممکن مسئله) به سمت نقطه بهينه مطلق است.

نتايج آزمايش روش پيشنهادي بر روي توابع هزينه مختلف نشان ميدهد که الگوريتم معرفي شده در يافتن نقطه بهينه اين توابع کاملاً موفق عمل مي‌کند. همچنين مسائل مختلف کاربردي حل شده با اين الگوريتم نشان مي‌دهند که استراتژي بهينه‌سازي مطرح شده مي‌تواند با موفقيت کامل در کنار ساير روش‌هاي مطرح بهينه‌سازي همچون الگوريتم ژنتيک و گروه ذرات، به حل مسائل کاربردي و مهندسي کمک کند. مقايسه نتايج حاصله توسط الگوريتم مطرح شده با روش‌هاي رايج بهينه‌سازي نيز از برتري نسبي اين الگوريتم حکايت دارد.
الگوريتم معرفي شده به عنوان نسخه اوليه يک الگوريتم مبتني بر يک فرايند اجتماعي‌ـ‌سياسي و بطور اخص پديده يچيده استعمار مي‌باشد. بنابراين مطمئناً مي‌توان اصلاحاتي در آن نيز ايجاد نمود. الگوريتم معرفي شده در حال حاضر براي حل مسائل پيوسته بهينه‌سازي مناسب مي‌باشد. براي حل مسائل گسسته بهينه‌سازي بايد تغييراتي در الگوريتم اعمال شود. ارائه نسخه گسسته الگوريتم مي‌تواند براي حل مسائلي همچون انتخاب ورودي در شناسايي سيستمها و انتخاب ويژگي براي اهداف بازشناسي الگو مفيد باشد. الگوريتم‌هاي رايجي همچون بهينه‌سازي گروه ذرات نيز در نسخه اوليه خود براي حل مسائل پيوسته مطرح شده بودند و بعدها نسخه‌هاي گسسته آنها معرفي گرديده است. در کاربردهاي اعمال شده نيز، همه مسائل بهينه‌سازي داراي تنها يک تابع هدف بودند. الگوريتم مطرح شده کنوني در نسخه تک هدفه اش، مي‌تواند براي حل مسائل بهينه‌سازي چندهدفه و براي يافتن منحني پرتو نيز استفاده شود ولي نتايج بدست آمده از آن به خوبي نتايج الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي مخصوص مسائل چند هدفه (همانند NSGA-II، نسخه چند هدفه الگوريتم ژنتيک) نخواهد بود. بنابراين در ادامه کار مي‌توان با اعمال تغييراتي در ساختار الگوريتم آن را براي حل مسائل بهينه‌سازي چند هدفه مناسب نموده و نسخه ویژه چند هدفه این الگوریتم را ارائه نمود.

همانگونه که بيان شد، روشهاي تکاملي ويژگي گريز از نقطه مينيمم محلي را دارند. در مقابل روشهاي کلاسيک بهينه‌سازي داراي سرعت همگرايي بيشتري مي‌باشند. براي داشتن هم سرعت همگرايي بالا و هم گير نکردن در نقاط بهينه محلي، يک روش رايج ترکيب الگوريتم‌هاي تکاملي با روش‌هاي کلاسيک بهينه‌سازي همچون روش نيوتون است. در ادامه کار مي‌توان ترکيبي از الگوريتم مطرح شده را نيز با الگوريتم‌هاي کلاسيک بهينه‌سازي ترکيب نمود. با اين کار اميد آن است که نتايج به مراتب بهتري (از ديد سرعت همگرايي) بدست آيد.

بنابراين گام‌هاي عمده پيش‌روي ادامه کار عبارتند از:

ارائه نسخه گسسته الگوريتم براي حل مسائلي همچون انتخاب ورودي در شناسايي سيستم‌ها
ايجاد تغييرات در الگوريتم براي حل مسائل بهينه‌سازي با چند تابع هدف
ترکيب الگوريتم معرفي شده با الگوريتم‌هاي کلاسيک بهينه‌سازي و آزمايش آن براي حل مسائل مختلف بهينه‌سازي

در راستاي گام‌هاي اساسي فوق، مي‌توان مي‌توان پيشنهادات زير را نيز براي ادامه کار مطرح نمود.

مطالعه دقيقتر پيرامون فرايند اجتماعي‌ـ‌سياسي تکامل انساني و سعي در مدلسازي فرايندهاي مدل نشده در الگوريتم.
در الگوريتم معرفي شده ظهور يک امپراطوري مدل نشده است و الگوريتم با امپراطوري‌هاي اوليه شروع شده و با سقوط آنها ادامه مي‌يابد. به عنوان يک تغيير در الگوريتم مي‌توان تولد يک امپراطوري نيز وارد مدل کرد.
اعمال الگوريتم‌ معرفي شده به مسائل بيشتر در حوزه مهندسي براي يافتن نقاط ضعف و قوت آن
ايجاد ارتباط ميان الگوريتم معرفي شده با ساير روشها در حوزه‌هاي ديگر. به عنوان مثال تشکيل امپراطوري ها و جابجايي مستعمرات ميان آنها شباهت بسيار زيادي به مسئله خوشه‌بندی و روش‌های خوشه‌بندی مطرح شده دارد. با بررسي بيشتر هر دو روش شايد بتوان از الگوريتم مطرح شده به عنوان ابزاري براي خوشه‌بندي نيز استفاده نمود.

نکته مهم: مطالب بیان شده، مربوط به پایان نامه سال 2008 بوده است. از زمان ارائه پایان نامه تا کنون نسخه های زیادی از الگوریتم معرفی شده اند و شاید نتایج ارائه شده در این بخش تغییر یافته باشند.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکتهدیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر درنسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-6 — کنترل فازي اتومبيل با استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي

4-6 کنترل فازي اتومبيل

در اين بخش، الگوريتم رقابت استعماري به عنوان يک استراتژي جديد بهينه سازي، به مسئله طراحي کنترل کننده فازي اعمال شده است. هدف طراحي کنترل کننده اي است که رفتار گذرا و ماندگار سيستم را تا حد زيادي بهبود دهد. با داشتن قوانين فازي، توابع عضويت متغيرهاي ورودي و خروجي سيستم فازي به صورت بهينه طراحي شده اند و روش طراحي به يک مدل از خودرو اعمال شده است. ورودي هاي سيستم فازي سرعت وسيله و شيب جاده هستند. کنترل کننده فازي سرعت وسيله را با تنظيم مقدار سوخت ورودي به موتور تنظيم مي کند. نتايج مقايسه ميان کنترل کننده طراحي شده توسط الگوريتم رقابت استعماري و کنترل کننده طراحي شده توسط کارشناس نشان مي دهد که کنترلر بدست آمده توسط الگوريتم رقابت استعماري کارايي بهتري نسبت به کنترلر کارشناس دارد.

4-6-1 مدل اتومبيل

شکل زير يک اتومبيل را در يک جاده شيب‌دار نشان مي‌دهد. روابط حاکم بر اتومبيل به صورت زير مي‌باشند [47].

$m(\frac{{{d^2}x}}{{d{t^2}}}) = {f_u} - {f_g} - {f_r} - {f_a}$

شكل ‏4 34: اتومبيل در جاده شيب‌د‌ار

که در آن m جرم وسيله نقليه، ${f_u}$ نيروي وارده به اتومبيل از طرف موتور و ${f_g}$ نيروي ناشي از وزن اتومبيل، ${f_r}$ مقاومت اصطکاک تايرها و ${f_a}$ مقاومت آيروديناميکي است. خواهيم داشت:

${f_r} = {k_r}(\frac{{dx}}{{dt}})$
${f_a} = {k_a}{(\frac{{dx}}{{dt}})^2}$
${f_g} = mg\sin \theta$
${f_u} = {k_u}.T$

که در آن $\theta$ شيب جاده و T نيز ميزان سوخت ورودي به موتور است. در فضاي حالت خواهيم داشت:

$\begin{array}{l} {{\dot X}_1} = {X_2} \\ {{\dot X}_2} = \frac{{{k_u}}}{m}T - g\sin \theta - \frac{{{k_r}}}{m}{X_2} - \frac{{{k_a}}}{m}{X_2}^2 \\ \end{array}$

حالتهاي ${X_1}$ و ${X_2}$ به ترتيب موقعيت و سرعت اتومبيل هستند. در اين بخش هدف طراحي کنترل کننده‌اي است که بتواند براي زواياي مختلف جاده و سرعت‌ها اوليه متفاوت، سرعت اتومبيل را به 50 مايل بر ساعت برساند. کنترل کننده فازي با در نظر گرفتن زوايا و سرعتهاي اوليه متفاوت، اين کار را با تنظيم مقدار سوخت ورودي به موتور تنظيم مي‌کند. بدين منظور سرعت اتومبيل با توابع عضويت Low، Medium، High در نظر گرفته مي‌شود. شيب نيز داراي توابع عضويت Down، Level، Up مي‌باشد. سوخت ورودي نيز داراي 5 تابع عضويت Very Low, Low, Medium, High, Very High مي‌باشد. بنابراين در کل 9 قانون خواهيم داشت.

IF V = MFVi & θ = MFθj THEN T = MFTk, $1 \le i \le 3,\,1 \le j \le 3,\,1 \le k \le 5$

با تعيين قوانين فازي توسط کارشناس [47]، توابع عضويت متغيرها براي داشتن کمترين مجموع وزن‌دار زمان نشست و زمان صعود و فراجهش و انتگرال قدر مطلق خطا توسط الگوريتم معرفي شده تعيين مي‌گردند. قوانين فازي مورد استفاده در جدول زير نشان داده شده‌اند.

جدول ‏4 6: قوانين فازي مورد استفاده در کنترل سرعت اتومبيل

4-6-2 نتايج

با مثلثي گرفتن توابع عضويت، توابع عضويت شکل يافته در شکلهاي زير نشان داده شده‌اند.

شكل ‏4 35: توابع عضويت مربوط به متغير سرعت

شكل ‏4 36: توابع عضويت متغير teta

شكل ‏4 37: توابع عضويت متغير T

در شکلهاي زير نيز خروجي حاصل از کنترل کتتده کارشناس و کنترل کننده طراحي شده توسط الگوريتم معرفي شده با هم مقايسه شده‌اند. نتايج حاکي از موفقيت نسبي کنترل کننده اخير نسبت به کارشناس دارد.

شكل ‏4 38: سرعت خروجي براي V(0)=0 و $\theta$ =1

شكل ‏4 39: سرعت خروجي براي V(0)=0 و $\theta$ =5

شكل ‏4 40: سرعت خروجي براي V(0)=100 و $\theta$ =7

شكل ‏4 41: سرعت خروجي براي V(0)=100 و $\theta$ =-6

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-5 — استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي

4-5-1 مقدمه
پاسخ آزمون فرورفتگي ، که عمق نفوذ فرورونده، h، را بر حسب بار اعمالي به فررونده، P، حساب مي‌کند، مورد علاقه‌ي بسياري از محققان زمينه مواد و تحليل تنش در سالهاي اخير بوده است. استفاده از پاسخ آزمون فرورفتگي، براي پيش‌بيني خواص الستو‌ـ‌پلاستيک، کاربرد ديگري است، که توجه بسياري از محققان را در حوزه علم مواد به خود جلب کرده است. روش‌هاي استخراج خواص الاستو‌ـ‌پلاستيک، در پژوهش‌هاي فراواني، مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. مطالعه آزمون فرورفتگي تيز، براي تخمين خواص مکانيکي مواد، از دو گام عمده تشکيل يافته است:

در گام اول، پاسخ آزمون فرورفتگي مواد، شامل ويژگي‌يابي منحني جابجايي بار، با استفاده از خواص مکانيکي مواد و خواص مکانيکي و ويژگي هندسي فرورونده، پيش‌بيني مي‌شود (الگوريتم مستقيم).
در گام بعد، خواص الاستو پلاستيکي مواد با تفسير پاسخ آزمون فرورفتگي مواد، پيش‌بيني مي‌شود (الگوريتم معکوس).

در اين بخش، يک شبکه عصبي مصنوعي چند لايه مستقيم، براي پيش‌بيني پاسخ آزمون فرورفتگي مواد، مورد استفاده قرار مي‌گيرد. مقادير محاسبه شده براي توابع بدون بعد، براي يادگيري ، اين شبکه عصبي، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در نهايت نيز الگوريتم رقابت استعماري، به مسئله ارزيابي خواص مواد از پاسخ آزمون فرورفتگي، اعمال مي‌شود.

4-5-2 توصيف مسئله معکوس
براي يک ماده الاستو‌ـ‌پلاستيک معين، پاسخ آزمون فرورفتگي، شاملC،dPu/dh وhr/hm، مي‌تواند از طريق آزمون فرورفتگي ابزاري، تعيين شود. هدف اصلي اين بخش، پيش‌بيني خواص الاستو‌ـ‌پلاستيک مواد از پاسخ آزمون فرورفتگي (الگوريتم معکوس) است. پس از آموزش يک شبکه عصبي براي روش مستقيم، از الگوريتم معرفي شده براي آناليز معکوس آن استفاده مي‌کنيم. در حقيقت با اين کار مي‌خواهيم از خروجي شبکه به ورودي آن برسيم. براي بيان دوباره مسئله‌اي که بايد حل شود، تابعي به صورت زير در نظر مي‌گيريم.

$F(X) = ANN(X) - Y$

که در آن $X$ ، يک آرايه 3×1 از ويژگي‌هاي الستوپلاستيکي $E,\,{\sigma _y},\,n$ و $Y$ نيز ماتريسي 3×1 است که مربوط به تست فرورفتگي يک ماده معين است. ANN نيز، شبکه عصبي مصنوعي‌اي است که براي پيش‌بيني پاسخ آزمون فرورفتگي آموزش ديده است. ايده‌ي اصلي الگوريتم معکوس، يافتن مناسب $X(E,{\sigma _y},n)$ به گونه‌اي است که معادله (28-4) را وقتي برابر صفر قرار مي‌دهيم، راضي مي‌کند. تابع مذکور، يک بهينه‌سازي چند هدفه با پيچيدگي بالا را ايجاد مي‌کند. براي استفاده از الگوريتم تک هدفه، تابع هزينه را به صورت زير تعريف مي‌کنيم:

الگوريتم رقابت استعماري (ICA)، براي بهينه‌سازي تابع هدف فوق، مورد استفاده قرار گرفته است.

4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
در اين بخش، الگوريتم رقابت استعماري به مسئله معکوس، اعمال مي‌‌شود. شکل زير فلوچارت الگوريتم اعمال شده به آناليز معکوس آزمون فرورفتگي را نشان مي‌دهد.. الگوريتم، خواص الاستو‌ـ‌پلاستيک را با کمينه کردن تابع هزينه داده شده در معادله (29-4)، پيش‌بيني مي‌کند.

شكل ‏4 25: فلوچارت ICA، اعمال شده به آناليز معکوس آزمون فرورفتگي.

تنظيمات اوليه‌ي ICA عبارتند از ${N_{country}}$ و ${N_{imperialist}}$ . اجراي الگوريتم براي يک دسته از پاسخ‌هاي آزمون فرورفتگي و با تنظيمات اوليه‌ي متفاوت، نشان داد که وقتي که ${N_{country}} \ge 300$ و ${N_{imperialist}} \ge 20$ ، الگوريتم، بهترين همگرايي را داشته و به جواب يکتايي براي همه دسته ورودي‌ها بدست آمده از FE مي‌رسد. شکل 4-26، امپراطوري‌هاي ICA اعمال شده به يک نمونه از آزمون فرورفتگي حاصل از FE را نشان مي‌دهد. خواص الاستو‌ـ‌پلاستيکي اين نمونه، برابر است با

(E = 90 Gpa, n = 0.34 , ${\sigma _y}$ = 780 Mpa)

که در حالت نرماليزه، به صورت زير در مي‌آيد.

(-0.2, -0495 , 0.36)

شكل ‏4 26: امپراطوري‌هاي اوليه

شكل ‏4 27: امپراطوري‌ها در نسل 35

شكل ‏4 28: امپراطوري‌ها در نسل 77 (همگرايي). جواب نهايي مسئله

شكل ‏4 29: هزينه ميانگين و مينيمم همه‌ي امپرياليست‌ها بر حسب تکرار الگوريتم.

تعداد اوليه‌ي کشورها برابر با 200 بوده که 20 امپراطوري اوليه را تشکيل مي‌دهند. شکل‌هاي 4-26، 4-27 و 4-28 به ترتيب، امپراطوري اوليه و امپراطوري‌ها در نسل‌هاي 35 و 77 (همگرايي) را نشان مي‌دهند. هزينه مينيمم و ميانگين همه امپرياليست‌ها نيز، در شکل 4-29 نشان داده‌ شده‌اند.

اگرچه جواب الگوريتم به شرايط اوليه بستگي دارد، اما انتخاب ${N_{country}}$ و ${N_{imperialist}}$ به حد کافي زياد، که فضاي متغير‌ها را پوشش مي‌دهد، مي‌تواند، يکتايي جواب‌ها را تضمين کند. شکل 4-30، خواص الاستو‌ـ‌پلاستيک (جواب دقيق) و نتايج الگوريتم معکوس را براي يک دسته از پاسخ‌هاي آزمون فرورفتگي، نشان مي‌دهد.

شكل ‏4 30: مقايسه جواب‌هاي دقيق و نتايج الگوريتم معکوس براي يک دسته از نتايج آزمون فرورفتگي به دست آمده از FEA.

شكل ‏4 31: مقايسه جواب‌هاي دقيق و نتايج الگوريتم معکوس براي يک دسته از نتايج آزمون فرورفتگي به دست آمده از FEA، در صفحه‌ي $n,{\sigma _y}$ .

شكل ‏4 32: مقايسه جواب‌هاي دقيق و نتايج الگوريتم معکوس براي يک دسته از نتايج آزمون فرورفتگي به دست آمده از FEA، در صفحه‌ي $n,\,E$ .

شكل ‏4 33: مقايسه جواب‌هاي دقيق و نتايج الگوريتم معکوس براي يک دسته از نتايج آزمون فرورفتگي به دست آمده از FEA، در صفحه‌ي ${\sigma _y},\,E$

.در شکل 4-30، در هر دياگرام، هر محور، نشان دهنده يک خاصيت الاستو‌ـ‌پلاستيک است. براي داشتن يک ديد مجزا، نتايج در صفحات تصوير شده، در شکل‌هاي 4-31، 4-32 و 4-33، نشان داده شده‌اند. تفاوت بسيار کوچک ميان خروجي‌هاي الگوريتم معرفي شده و نتايج دقيق، نه تنها قابليت الگوريتم معکوس ارائه شده را نشان مي‌دهد، بلکه اين نتايج تأکيد مي‌کنند که ICA استراتژي قدرتمندي، براي بهينه‌سازي توابع با پيچيدگي از درجه بالا مي‌باشد.

4-5-4 نتيجه‌گيري

نتايج اين بخش نشان مي‌دهند که آزمون فرورفتگي، مي‌تواند به عنوان يک تکنيک ساده و سريع براي پيش‌بيني خواص الاستو‌ـ‌پلاستيکي مواد، مورد استفاده قرار گيرد. در اين بخش شبکه عصبي مصنوعي و روش المان محدود براي مدلسازي آزمون فرورفتگي (الگوريتم مستقيم) اعمال شده است. نتايج الگوريتم معکوس، که به حوزه وسيعي از خواص الاستو‌ـ‌پلاستيکي اعمال شده است، تاکيد مي‌کنند که الگوريتم ارائه شده، جواب يکتا و دقيقي براي همه نمونه‌ها مي‌دهد. همچنين، در نظر گرفتن پيچيدگي بالاي تابع هزينه‌اي که بايد کمينه شود و نيز با توجه به يکتايي و دقت جواب‌هاي بدست آمده، تاکيدي دوباره بر توانايي الگوريتم رقابت استعماري، در برخورد با مسائل بهينه‌سازي پيچيده است.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-2 — استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

طراحي کنترل‌کننده براي پروسه‌هاي چند متغيره در مقايسه با معادل تک متغيره‌شان، بسيار پيچيده‌تر مي‌باشد. مسئله اصلي در سيستم‌هاي چند‌ورودي‌ـ‌چند‌خروجي (MIMO)، تزويج بين ورودي و خروجي است [36]. در چند دهه اخير، طراحي کنترل‌کننده براي سيستم‌هاي چند متغيره، علايق تحقيقاتي زيادي را به خود جلب کرده است و روشهاي کنترل چند متغيره فراواني ارائه شده‌اند [37،38]. در ميان روش‌هاي پيشنهادي براي کنترل سيستم‌هاي MIMO، کنترل‌کننده‌هاي PID، بيشترين استفاده را داشته‌اند. دليل اين امر به پيچيدگي کمتر، کارايي بالا و پياده‌سازي آسان اين کنترل‌کننده‌ها برمي‌گردد [39،40،41]. همچنين، بعضي روش‌هاي جستجوي عددي نيز براي طراحي کنترل‌کننده‌هاي MIMO پيشنهاد شده‌اند که سعي مي‌کنند يک تابع هزينه مناسب را کمينه کنند [42،43،44]. در اين فصل، استفاده الگوريتم رقابت استعماري براي طراحي يک کنترل‌کننده PID چند متغيره، بيان مي‌شود.

4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيرهشکل 4-9، بلوک دياگرام يک سيستم چند متغيره را به همراه کنترل‌کننده، در يک سيستم فيدبک، نشان مي‌دهد.

شكل ‏4 9: بلوک دياگرام يک سيستم چند متغيره را به همراه کنترل‌کننده.

در اين شکل، سيستم کنترل‌کننده چند متغيره ${\bf{P}}(s)$ ، به صورت زير نشان داده مي‌شود.

${\bf{P}}(s) = \left[ {\begin{matrix} {{p_{11}}(s)} & \ldots & {{p_{1n}}(s)} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ {{p_{n1}}(s)} & \ldots & {{p_{nn}}(s)} \\ \end{matrix}} \right]$

که در آن تابع ${g_{ij}}(s)$ تبديل ورودي ${u_j}$ به خروجي ${y_i}$ است. همچنين بردارهايYdوYوUوEبه صورت زير تعريف مي‌شوند.

${{\bf{Y}}_d} = {[\begin{matrix} {{y_{d1}}} & {{y_{d2}}} & \cdots & {{y_{dn}}} \\ \end{matrix}]^T}$

${\bf{Y}} = {[\begin{matrix} {{y_1}} & {{y_2}} & \cdots & {{y_n}} \\ \end{matrix}]^T}$

${\bf{U}} = {[\begin{matrix} {{u_1}} & {{u_2}} & \cdots & {{u_n}} \\ \end{matrix}]^T}$

${\bf{E}} = {{\bf{Y}}_d} - {\bf{Y}} = {[\begin{matrix} {{e_{11}}} & {{e_{22}}} & \cdots & {{e_{nn}}} \\ \end{matrix}]^T}$

کنترل‌کننده PID چند‌متغيره در شکل 1 نيز به صورت زير مي‌باشد.

${\bf{C}}(s) = \left[ {\begin{matrix} {{c_{11}}(s)} & \ldots & {{c_{1n}}(s)} \\ \vdots & \ddots & \vdots \\ {{c_{n1}}(s)} & \ldots & {{c_{nn}}(s)} \\ \end{matrix}} \right]$

که در آن ${c_{ij}}(s)$ که $i,j \in \left\{ {1,2, \ldots ,n} \right\}$ به صورت زير مي‌باشد.

${c_{ij}}(s) = {K_{Pij}} + {K_{Iij}}\frac{1}{s} + {K_{Dij}}s$

در اين رابطه، ${K_{Pij}}$ ، ${K_{Iij}}$ و ${K_{Dij}}$ به ترتيب گين‌هاي تناسبي، انتگرالي و مشتقي کنترل‌کننده ${c_{ij}}(s)$ هستند.

در طراحي کنترل‌کننده‌هاي PID، هدف تنظيم ضرايب ${K_{Pij}}$ ، ${K_{Iij}}$ و ${K_{Dij}}$ به گونه‌اي است که خروجي داراي يک سري مشخصات مطلوب باشد. در حوزه‌ي زمان، معمولاً اين ويژگي‌ها بر حسب فراجهش، زمان صعود، زمان نشست و خطاي حالت دائم، داده‌ مي‌شوند. دو نوع از معيار کارايي که معمولاً با هدف رديابي خروجي، تعريف مي‌شوند، انتگرال مجذور خطا (ISE) و انتگرال قدر مطلق خطا (IAE) مي‌باشند.

در طراحي کنترل‌کننده چند متغيره، يکي از اهداف عمده، حذف تزويج در ماتريس تابع انتقال ${\bf{P}}(s)$ مي‌باشد. يعني کنترل‌کننده به گونه‌اي طراحي مي‌شود که ${y_i}(t)$ ، خروجي مطلوب ${y_{di}}(t)$ ، را تعقيب کرده و پاسخ آن به ${y_{dj}}(t)\,$ را براي هر $i,j \in \left\{ {1,2, \ldots ,n|i \ne j} \right\}$ حذف مي‌کند. با در نظر گرفتن هدف حذف تزويج، IAE به صورت زير تعريف مي‌شود.

هدف، طراحي کنترل‌کننده‌اي است که تا حد امکان، خروجي‌هاي مطلوب را دنبال کرده و تزويج پروسه کنترل شده را از بين مي‌برد. بدين منظور، با استفاده از IAE به عنوان معياري براي شايستگي، در اين فصل، پارامترهاي بهينه يک کنترل‌کننده PID را براي سيستم ستون تقطير، تنظيم کرده و نتايج به دست آمده از الگوريتم رقابت استعماري و الگوريتم ژنتيک را با نتايج بدست آمده در [45] مقايسه مي‌کنيم.

4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
در اين بخش يک کنترل‌کننده چندمتغيره PID، براي يک سيستم چند ورودي‌ـ‌چند خروجي، طراحي مي‌کنيم. سيستم مورد بررسي، يک مدل نوعي از فرايند ستون تقطير [45] است. يک شماتيک ساده از سيستم ستون تقطير (DCS) در شکل 4-10 نشان داده شده است.

شكل ‏4 10: شماي ساده‌اي از فرايند تقطير شيميايي

تابع تبديل ماتريسي DCS به صورت زير در نظر گرفته مي‌شود [46].

که در آن ${X_D}(s)$ و ${X_B}(s)$ در‌صد متانول، به ترتيب، در محصول تقطير و در محصولات خروجي هستند. همچنين $R(s)$ و $S(s)$ به ترتيب، نرخ جريان شار و نرخ جريان بخار در بازجوشاننده هستند.

DCS يک سيستم MIMO نوعي 2×2 است که برهم‌کنش شديدي بين دو جفت ورودي و خروجي آن وجود دارد. چهار تابع تبديل در نظر گرفته شده براي اين سيستم، داراي ديناميک مرتبه يک بوده و تاخير زيادي در هرکدام از آن‌ها، وجود دارد. هدف کنترلي، تعقيب خروجي‌هاي y1 و y2 توسط ورودي‌هاي کنترلي y1d=y2d=1 و همچنين حذف کاپلينگ در پروسه کنترل شده، تا حد ممکن، مي‌باشد. در [45] يک کنترل‌کننده PID براي اين سيستم، با استفاده از روش decentralized relay feedback (DRF) طراحي شده است. در اين مرجع، عناصر قطري و غير قطري اين کنترلر به ترتيب به فرم PI و PID طراحي شده‌اند. اين کنترلر به صورت زير مي‌باشد.

براي مقايسه نتايج الگوريتم رقابت استعماري و روش DRF، کنترل‌کننده PID براي سيستم (16-4) به صورت زير در نظر گرفته شده است.

يعني، عناصر قطري و غير قطري کنترل‌کننده طراحي شده به ترتيب، به فرم PI و PID خواهند بود. بنابراين مسئله طراحي، يک مسئله بهينه‌سازي 10 بعدي، براي تعيين ضرايب بهينه

[KP11 KI11 KP12 KI12 KD12 KP21 KI21 KD21 KP22 KI22]

براي ميمنيمم کردن تابع هزينه زير مي‌باشد.

شکل 4-11 فلوچارت الگوريتم رقابت استعماري که به مسئله طراحي يک کنترل‌کننده PID براي سيستم ستون تقطير، اعمال شده است؛ را نشان مي‌دهد.

در ICA، تعداد کشورهاي اوليه و تعداد امپراطوري‌هاي اوليه، به ترتيب برابر 200 و 15 در نظرگرفته شده‌اند. همچنين β و γ به ترتيب روي 2 و 5/0 تنظيم شده‌اند. تعداد تکرار‌هاي توقف الگوريتم برابر 350 در نظر گرفته شده است اما در تکطرار 317، الگوريتم با رسيدن به مقدار هزينه IAE برابر با 8549/12 متوقف شده است. اين به اين خاطر است که در تکرار 317، رقابت استعماري به مرحله‌اي رسيده است که تنها يک امپراطوري پابرجاست و رقابت امپرياليستي با اين تعداد تکرار و با از بين رفتن کليه امپراطوري‌هاي رقيب، خاتمه يافته است.

همچنين الگوريتم ژنتيک نيز براي تنظيم ضرايب کنترل‌کننده PID براي اين سيستم، به کار رفته است. تعداد جمعيت اوليه برابر 200 و نرخ‌هاي انتخاب و جهش برابر 50% و 30% در نظر گرفته شده‌اند. هزينه کمينه جمعيت‌هاي الگوريتم ژنتيک در تکرار حدود 350 به مقدار نهايي خود، يعني 9334/14 رسيد. قابل ذکر است که براي رسيدن به نتايج بهتر، جمعيت اوليه در الگوريتم ژنتيک و الگوريتم رقابت استعماري در يک ابرمکعب به مرکز ضرايب کنترل‌کننده به دست آمده از روش DRF، پخش شده‌اند.
شکل 4-12 هزينه مينيمم ICA و GA را بر حسب تکرار نسل نشان مي‌دهد. همانگونه که در اين شکل نيز نشان داده شده است، حد نهايي همگرايي ICA برابر 8549/12 است که کمتر از مقدار معادل آن در GA يعني 9334/14 است. همچنين نرخ همگرايي اگوريتم رقابت استعماري (ICA) بسيار بيشتر از الگوريتم ژنتيک (GA) مي‌باشد.

شكل ‏4 11: فلوچارت الگوريتم رقابت استعماري مورد استفاده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID براي سيستم ستون تقطير

پارارمترهاي کنترل‌کننده PID و هزينه IAE بدست آمده از هر يک از روش‌هاي ICA، GA و DRF در جداول 4-2 و 4-3 نشان داده شده‌اند. مطابق جدول 4-3، کنترلر به دست آمده از GA به کمترين هزينه‌هاي IAE11 و IAE12 رسيده‌ است. يعني در مقايسه با ICA و DRF، با استفاده از کنترلر بدست آمده از GA، خروجي اول، ورودي اول را به بهترين نحو ممکن دنبال مي‌کند و تا حد زيادي از ورودي دوم، جدا شده است. همچنين با در نظر گرفتن IAE12، کنترلر بدست آمده از DRF، کارايي بهتري نسبت به کنترلر به دست آمده از الگوريتم رقابت استعماري دارد. يعني DRF در جدا کردن خروجي اول از ورودي دوم نسبت به ICA، بهتر عمل مي‌کند. اما در مورد ورودي دوم، کنترل‌کننده بدست آمده از ICA، بهترين کنترل‌کننده مي‌باشد. زيرا هزينه‌هاي منتاظرIAE21 و IAE22 کمترين بوده و در نتيجه بهترين رديابي را داشته و کمترين تزويج را نتيجه مي‌دهد. همچنين با در نظر گرفتن هزينه کل IAE، کنترلر حاصل از ICA، به طور کلي، بهترين کنترل کننده است.

شكل ‏4 12: هزينه مينيمم ICA و GA را بر حسب تکرار نسل

جدول ‏4 2: مقادير پارامتر‌هاي کنترل‌کننده‌هاي به دست آمده از اعمال الگوريتم رقابت استعماري، الگوريتم ژنتيک و روش DRF

جدول ‏4 3: بخش‌هاي مختلف تابع هزينه به دست آمده از روش‌هاي ICA، GA و DRF

الف

ب

شكل ‏4 13: پاسخ سيستم ستون تقطير به تاخير‌هاي متفاوت در ورودي پله (الف: ورودي اول، ب: ورودي دوم).

شکل 4-13، خروجي سيستم کنترل شده ستون تقطير، توسط کنترلرهاي مختلف بدست آمده از روشهاي ICA، GA و DRF را براي ورودي پله، نشان مي‌دهد. براي داشتن ديد بهتر به تزويج ايجاد شده توسط کنترلرهاي مختلف؛ ورودي‌هاي پله، با تأخير‌هاي 10 و 110 ثانيه‌اي اعمال شده و خروجي‌ها باهم رسم شده‌اند.

همچنين براي داشتن درک بهتري از مقادير جدول 4-3، قدر مطلق خطاهاي رديابي و تزويج براي هر دو خروجي اول و دوم در شکل زير نشان داده شده‌اند.

الف

ب

شكل ‏4 14: قدر مطلق خطاي خروجي فرايند ستون تقطير به تأخير‌هاي مختلف در ورودي پله. (الف: قدر مطلق خطاي ورودي اول. ب: قدر مطلق خطاي ورودي دوم)

با در نظر گرفتن شکل 4-14، همانگونه که قبلاً نيز بيان شد، مشاهده مي‌شود که خطاي جداسازي خروجي اول از ورودي دوم با استفاده از کنترلر بدست آمده از ICA بيشترين است. اما در حالت کلي، اين کنترلر، عملکرد ضعيف خود در مورد خطاي IAE12 را با داشتن کمترين هزينه‌هاي IAE21 و IAE22 و هزينه‌ي IAE11 در حدود هزينه GA، جبران مي‌کند.

4-2-4 نتيجه‌گيري
در اين بخش الگوريتم رقابت استعماري و الگوريتم ژنتيک به مسئله طراحي يک کنترل‌کننده PID چند متغيره، براي فرايند ستون تقطير، اعمال شدند. هدف طراحي، تعيين ضرايب کنترل‌کننده به گونه‌اي بود که انتگرال قدر مطلق خطا، کمينه شود. نتايج، حاکي از آن بودند که الگوريتم رقابت استعماري، بيشترين نرخ همگرايي را داشته و همچنين، خروجي‌هاي کنترل شده در اين روش، کارايي بهتري از خود نشان داده و ويژگي‌هاي مطلوب‌تري نسبت به GA و DRF داشتند.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-3 — الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

در اين بخش کاربرد الگوريتم رقابت استعماري در نظريه بازيها و يافتن نقطه تعادل نش ارائه مي‌شود. نتايج بدست آمده از اعمال الگوريتم معرفي شده (ICA)، با نتايج حاصل از الگوريتم ژنتيک مقايسه مي‌گردد.

4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده

در اين بخش روش مورد استفاده بر روي يک مثال ساده بازي مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

يک بازي با دو بازيکن با توابع هزينه معرفي شده زير را در نظر بگيريد.

${f_1}({x_1},{x_2}) = {({x_1} - 1)^2} + {({x_1} - {x_2})^2}$

${f_2}({x_1},{x_2}) = {({x_2} - 3)^2} + {({x_1} - {x_2})^2}$

با استفاده از روش تحليلي، نقطه تعادل نش اين بازي به صورت زير بدست مي‌آيد.

${\rm{ }} \Rightarrow {\rm{ }}\left\{ {\begin{matrix} {x_1^* = \frac{5}{3} = 1.6667} \\ {x_2^* = \frac{7}{3} = 2.3333} \\ \end{matrix}} \right.$ $\Rightarrow {\rm{ }}\left\{ {\begin{matrix} {{x_2} = 2{x_1} - 1} \\ {{x_2} = \frac{{{x_1} + 3}}{2}} \\ \end{matrix}} \right.$ $\left\{ {\begin{matrix} {\frac{{\partial {f_1}({x_1},{x_2})}}{{\partial {x_1}}} = 0} \\ {\frac{{\partial {f_2}({x_1},{x_2})}}{{\partial {x_2}}} = 0} \\ \end{matrix}} \right.{\rm{ }}$

بنابراين نقطه تعادل نش اين گيم ساده (x*1,x*2) = (1.6667,2.3333) با مقادير ارزش تبادل (0.88889, 0.88889) مي‌باشد. اين مقادير براي ارزيابي نتايج حاصل از اعمال الگوريتم ژنتيک و الگوريتم رقابت استعماري مورد استفاده قرار خواهند گرفت. براي الگوريتم ژنتيک در اين مساله از جمعيت اوليه برابر با 20 و نرخ جهش 2/0 و نرخ توليد 5/0 استفاده شده است و الگوريتم معرفي شده نيز با 20 کشور اوليه که 5 تا از آنها به عنوان امپرياليست انتخاب شده اند، بهينه‌سازي مساله را انجام داده است.

شكل ‏4 15: شماي کلي الگوريتم رقابت استعماري، اعمال شده به مسئله تعيين نقطه تعادل نش. ناحيه داخل خط‌چين مربوط به الگوريتم و بقيه مربوط به مسئله مي‌باشد.

شکل 4-15 شماي کلي اعمال الگوريتم معرفي شده به مسئله تعيين نقطه تعادل نش را نشان مي‌دهد. بخش آبي رنگ داخل خط چين، مروبط به الگوريتم مي‌باشد. شکلهاي 4-16 و 4-17 نيز همگرايي هزينه براي الگوريتم ژنتيک و الگوريتم استعماري را نشان مي‌دهند. همانگونه که از دياگرامهاي همگرايي نشان داده شده بر مي‌آيد، الگوريتم رقابت استعماري به نزديک و حتي نسبتاً بهتري نسبت به الگوريتم ژنتيک رسيده است. هر دو الگوريتم توانسته اند به همان جواب تحليلي مساله برسند. البته مساله در نظر گرفته شده فقط براي نشان دادن شيوه اعمال الگوريتم معرفي شده در زمينه نظريه بازي‌ها بود و مساله بسيار ساده‌اي بوده و براي به چالش کشيدن دو الگوريتم موفق بهينه‌سازي مناسب نمي‌باشد.

شكل ‏4 16: همگرايي هزينه براي الگوريتم ژنتيک

شكل ‏4 17: همگرايي هزينه براي الگوريتم رقابتي استعماري

4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر

دو تابع معيار زير را در نظر مي‌گيريم.

${f_1}({x_1}) = 4{x_1}$

${f_2}({x_1},{x_2}) = g({x_2}).h({f_1}({x_1}),g({x_2}))$

که در آن

$h({f_1},g) = \left\{ {\begin{matrix} {1 - {{(\frac{{{f_1}}}{g})}^\alpha }{\rm{ if }}{f_1} \le g} \\ {0{\rm{ otherwise}}} \\ \end{matrix}} \right.$

$\alpha = 0.25 + 3.75(g({x_2}) - 1)$

x1 و x2 استراتژي بازي هستند. در اين بخش مي‌خواهيم با استفاده از الگوريتم معرفي شده، نقطه تعادل نش اين توابع را بيابيم. بررسي دقيقتر اين مسئله بهينه‌سازي 2 هدفه نشان مي‌دهد که اين مسئله داراي يک مجموعه پرتو عام محدب و يک مجموعه پرتو محلي مقعر است. شکل 4-18 نحوه پخش را براي 50000 جفت نقاط تصادفي (x1,x2) در بازه [0 , 1] نشان مي‌دهد.

شكل ‏4 18: نحوه پخش (f1,f2) براي 50000 نقطه تصادفي

حال هر دو روش الگوريتم ژنتيک و الگوريتم معرفي شده (ICA) را به مساله فوق اعمال مي‌کنيم. با همان تنظيمات قبلي براي الگوريتم هاي فوق، هيچ کدام نتوانستند به نقطه تعادل نش برسند. بنابران تعداد جمعيت اوليه الگوريتم ژنتيک و تعداد کشورهاي اوليه الگوريتم استعماري افزايش داده شدند. اما همانگونه که در شکل‌هاي زير نشان داده شده است، با افزايش جمعيت تا 200 به همراه افزايش تعداد تکرارها، الگوريتم ژنتيک نتوانست به نقطه تعادل نش سيستم دست پيدا کند. اين در حالي است که الگوريتم رقابت استعماري در تعداد کشور اوليه 35 توانست به نقطه تعادل (x*1, x*2)=(0, 0.20002) با توابع معيار (0,1) دست پيدا کند که اين مقدار بر روي منحني پرتو قرار دارد. شکل هاي زير همگرايي الگوريتم ژنتيک و الگوريتم رقابت استعماري را نشان مي‌دهد.

شكل ‏4 19: همگرايي الگوريتم ژنتيک

شكل ‏4 20: همگرايي الگوريتم معرفي شده

4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي

شکل زير سيستم آنتن آرايه‌اي را نشان ميدهد. در اين آنتنها هدف، نتظيم وزنهاي w با هدف داشتن بيشترين SINR مي‌باشد.

شكل ‏4 21: شماي کلي يک آنتن آرايه اي

در اين پياده‌سازي از الگوريتم معرفي شده و نيز الگوريتم ژنتيک، جهت تعيين بهينه وزنهاي آنتن استفاده شده است. پارامترهاي الگوريتم ژنتيک و الگوريتم رقابت استعماري مطابق جداول 4-4 و 4-5 زير مي‌باشند.

جدول ‏4 4: پارامتهاي مورد استفاده در الگوريتم رقابت استعماري

جدول ‏4 5: پارامتهاي مورد استفاده در الگوريتم ژنتيک

نمودار همگرايي اين دو الگوريتم نيز در زير نشان داده شده اند.

شكل ‏4 22: نمودار همگرايي الگوريتم رقابت استعماري و الگوريتم ژنتيک

شکلهاي زير نيز نتايج مقايسه الگوهاي آنتن شکل يافته را توسط الگوريتم رقابت استعماري، الگوريتم ژنتيک و يک الگوريتم کلاسيک موسوم به LMS را نشان مي‌دهند.

شكل ‏4 23: مقايسه LMS با الگوريتم ژنتيک

شكل ‏4 24: مقايسه الگوي الگوريتم ژنتيک و الگوريتم معرفي شده

بررسي مسئله از ديدگاه مسائل آنتهاي آرايه‌اي نشان مي‌دهد که الگوريتم رقابت استعماري به خوبي توانسته است به آرايه آنتني را به گونه‌اي شکل دهد که داراي بيشترين SINR در زاويه مطلوب و کمترين SINR در زاويه نويز مي‌باشد. کارايي آنتن طراحي شده توسط اين الگوريتم، نسبت به مورد مشابه الگوريتم ژنتيک آن بهتر مي‌باشد.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 4- بخش 4-1 — استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

در اين فصل به برخي از موارد کاربرد الگوريتم توسعه داده شده در انواع مختلف مسائل مهندسي اشاره مي‌شود. در اين راستا چند مورد از اين کاربرد به تفصيل نسبي بيان مي‌شوند و توضيحات در مورد ساير کاربردها به اشاره‌اي کوتاه و گذرا محدود مي‌شود.

نکته مهم: کدهای نوشته شده این بخش در محیط متلب، بصورت مجزا بروی همین سایت منتشر شده اند. بخش دانلود کدهای آماده را ببینید.

4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
به عنوان ساده‌ترين پياده‌سازي انجام شده توسط الگوريتم معرفي شده، در اين بخش، مي‌خواهيم با استفاده از اين الگوريتم، يک کنترل‌کننده PID براي سيستم کنترلي تک‌ورودي‌ـ‌تک‌خروجي، طراحي کنيم. هدف از بيان اين پياده‌سازي ساده آشنايي با چگونگي اعمال الگوريتم رقابت استعماري به مسائل عام در حوزه مهندسي مي‌باشد.

کنترل‌کننده تناسبي‌ـ‌انتگرالي‌ـ‌مشتقي (PID Controller)، از دهه‌ي 1950 تا کنون، شناخته شده‌ترين و پرکاربردترين مکانيزم فيدبک بوده است و بطور وسيعي در کنترل پروسه‌هاي صنعتي مختلف، مورد استفاده قرار گرفته است. در کنار قابليت‌هاي فراوان آن، اين کنترل‌کننده، به سادگي مي‌تواند براي اغلب پروسه‌هاي صنعتي، پياده‌سازي شود. سيستم نشان داده شده در شکل 4-1 را در نظر مي‌گيريم. در اين شکل $C(s)$ ، کنترل‌کننده و $P(s)$ سيستمي است که بايد کنترل شود. هدف، طراحي کنترل‌کننده‌اي است که در آن، خروجي کل، داراي يک سري خصوصيات مطلوب تعريف شده، باشد.

شكل ‏4 1: بلوک دياگرام يک سيستم کنترل فيدبک

4-1-1 کنترل‌کننده PID
در حالت کنترل‌کننده PID، تابع تبديل $C(s)$ به صورت زير تعريف مي‌شود.

$C(s)\, = \,{K_p} + \frac{{{K_i}}}{s} + {K_d}s$

که در آن Kp و Ki و Kd به ترتيب ضرايب تناسبي، انتگرالي و مشتقي هستند. بدين ترتيب، خروجي کنترل کننده به صورت زير خواهد بود.

منظور از طراحي کنترل‌کننده PID براي يک سيستم، تعيين ضرايب Kp و Ki و Kd است. بسته به کاربرد، عملکرد مطلوب خروجي سيستم، مي‌تواند به شيوه‌هاي متفاوتي، بيان شود. در اين بخش از نوشتار، چهار ويژگي مهم زماني پاسخ يک سيستم، استفاده شده و معيار ما از مطلوبيت خروجي سيستم، به واسطه‌ي آن‌ها، تعريف خواهد شد. اين ويژگي‌ها عبارتند از: زمان صعود ، زمان نشست ، بيشترين فراجهش و انتگرال قدر‌مطلق خطا . در ادامه تعريف مختصري از هر يک از اين ويژگي‌ها بيان شده و از روي آنها معيار بهينگي پاسخ خروجي، تعريف مي‌شود.

4-1-1-1 زمان صعود
زمان صعود، زماني است که در طي آن، پاسخ سيستم، از 10 درصد مقدار نهايي خود، به 90 درصد آن، مي‌رسد. زمان صعود در شکل 4-2 نشان داده شده است.

4-1-1-2 زمان نشست
زمان نشست، به زماني اطلاق مي‌شود که بعد از آن زمان پاسخ سيستم، در فاصله 2 درصدي از پاسخ نهايي‌اش، باقي مي‌ماند. زمان نشست، در شکل 4-2 نشان داده شده است.

4-1-1-3 بيشترين فراجهش
ماکزيمم فراجهش، به صورت تفاضل مقدار دو پاسخ ؛Ymax و Yss تعريف مي‌شود. Ymax و Yss به ترتيب، مقدار بيشينه پاسخ، و حد نهايي آن را نشان مي‌دهند. بدين ترتيب، براي ماکزيمم فراجهش، داريم:

MaxOvershoot = Ymax – Yss

4-1-1-4 انتگرال قدر مطلق خطا
انتگرال قدر مطلق خطا به صورت زير تعريف مي‌شود.

$IAE\, = \,\int_0^\infty {|e(t)|dt}$

به خاطر پياده‌سازي زمان گسسته، در محاسبه اين انتگرال، حد بالاي آن تا يک حد معين (معمولاً تا سه برابر زمان نشست)، در نظر گرفته مي‌شود که جواب قابل قبولي براي اين انتگرال به دست مي‌دهد. انتگرال قدر مطلق خطا در شکل 4-2 نشان داده شده است.

شكل ‏4 2: زمان صعود (tr)، زمان نشست (ts)، بيشترين فراجهش (Mp) و انتگرال قدر‌مطلق خطا (مساحت ناحيه‌ي تيره رنگ)

4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
در اين بخش، الگوريتم رقابت استعماري، به مسئله طراحي يک کنترل‌کننده بهينه PID، براي يک سيستم معين، اعمال مي‌شود. براي ايجاد امکان مقايسه نتايج با نتايج [35]، براي طراحي اين کنترل‌کننده، تابع هزينه‌اي به صورت زير در نظر مي‌گيريم.

${f_{Total}}\, = \,{f_{MO}}\, + \,{f_{RT}}\, + \,{f_{ST}}\, + \,{f_{IAE}}$

در اين تابع هزينه ${f_{MO}}$ ، ${f_{RT}}$ ، ${f_{ST}}$ ، و ${f_{IAE}}$ ، به ترتيب، ماکزيمم فراجهش، زمان صعود، زمان نشست و انتگرال قدر مطلق خطا هستند. کمينه کردن تابع هزينه فوق، به طور کلي باعث مي‌شود که خروجي سيستم، هم از لحاظ پاسخ گذرا و هم از لحاظ پاسخ ماندگار، خروجي مطلوبي باشد. کم بودن ماکزيمم فراجهش، زمان صعود و زمان نشست باعث مي‌شوند که پاسخي داشته باشيم که به اندازه کافي سريع بوده و نوسانات قابل قبولي داشته باشد. کم بودن انتگرال قدر مطلق خطا نيز باعث مي‌شود که خروجي سيستم، تفاوت کمي با خروجي مطلوب داشته باشد. همانگونه که در [35] نيز استفاده شده است، تابع تبديل سيستم به صورت زير در نظر گرفته شده است.

$P(s)\, = \,\frac{{4.228}}{{(s + o.5)({s^2} + 1.64s + 8.456)}}$

تعداد کشورهاي اوليه در نظر گرفته شده براي اين مسئله 60 مي‌‌باشد. از اين ميان، 6 کشور به عنوان امپرياليست، انتخاب شده‌اند تا امپراطوري‌هاي اوليه را شکل دهند. کنترل‌کننده PID نتيجه شده به صورت زير مي‌باشد.

${\bf{C}}(s)\, = \,{\rm{3}}{\rm{.5273}} + \frac{{{\rm{2}}{\rm{.1671}}}}{s} + {\rm{4}}{\rm{.1560}}s$

براي داشتن ديد بهتري نسبت به فرايند رقابت امپرياليستي و چگونگي رسيدن به جواب مساله، هر 6 امپراطوري اوليه، در شکل 4-3، نشان داده شده‌اند. کشورهاي امپرياليست، با علايم ستاره به رنگ‌هاي مختلف که نماد امپراطوري‌هاي متفاوت هستند، نشان داده شده‌اند. مستعمرات هر امپرياليست نيز با علامت • و به همان رنگ امپرياليست، نشان داده شده‌اند. هر چه تعداد مستعمرات يک امپرياليست، بيشتر باشد (هر چه امپراطوري‌اش بزرگتر باشد)، علامت ستاره مربوط به آن بزرگتر است. شکل‌هاي 4-4 و 4-5، امپراطوري‌ها را در نسل‌هاي 30 و 50 نشان مي‌دهند. همانگونه که در اين شکل نشان داده شده است، در نسل 30ام، دو امپراطوري ضعيف سقوط کرده و تنها 4 امپراطوري باقي مانده‌ و قادر به رقابت هستند. در نسل 50ام تنها 2 تا از امپراطوري‌ها زنده‌اند و بصورت شديدي براي حذف يکديگر رقابت مي‌کنند و اين رقابت تا نسل 73 (همگرايي الگوريتم) ادامه مي‌يابد. در اين نسل يکي از دو امپراطوري، ديگري را شکست داده و کل دنيا را کنترل مي‌کند. فرايند رقابت استعماري مي‌تواند در شکل 4-6 بازبيني شود. در اين شکل، هزينه ميانگين و مينيمم کل امپراطوري‌ها بر حسب نسل، نشان داده شده است.

شكل ‏4 3: امپراطوري‌هاي اوليه در مسئله طراحي کنترل‌کننده PID

شكل ‏4 4: امپراطوري‌ها در نسل 30ام؛ دو امپراطوري ضعيف سقوط کرده و تنها 4 امپراطوري باقي مانده‌اند.

شكل ‏4 5: امپراطوري‌ها در نسل 50ام؛ تنها 2 تا از امپراطوري‌ها زنده‌اند و بصورت شديدي براي حذف يکديگر رقابت مي‌کنند.

شكل ‏4 6: هزينه‌ي مينيمم و ميانگين امپرياليست‌ها بر حسب تکرار الگوريتم، در مسئله طراحي کنترل‌کننده PID.

براي مقايسه نتايج، مسئله، بار ديگر توسط الگوريتم ژنتيک نيز حل شده است. تعداد جمعيت اوليه و نرخ جهش به ترتيب برابر 60 و 2/0 در نظر گرفته شده‌اند. .شکل 4-7 هزينه مينيمم جمعيت GA را بر حسب نسل، نشان مي‌دهد. در جدول 4-1، هر چهار کنترلر حاصل از چهار متد مختلف، با هم مقايسه شده‌اند. اين متدها عبارتند از: روش زيگلر نيکلز، کلوني مورچه‌ها، ژنتيک الگوريتم پيوسته و الگوريتم رقابت استعماري. نتايج دو روش اول از مرجع [35] استخراج شده‌اند. نتايج، نشان مي‌دهند که الگوريتم رقابت استعماري بهترين کنترل‌کننده را نتيجه داده است. همچنين به غير از ${f_{MO}}$ ، نتايج الگوريتم رقابت استعماري، بهترين است. در مورد ${f_{MO}}$ ، کنترل‌کننده حاصل از الگوريتم کلوني مورچه‌ها به نتيجه بهتري رسيده است. مقايسه نشان مي‌دهد که کنترل‌کننده به دست آمده از الگوريتم ژنتيک، به نتيجه‌اي نزديک به کنترلر حاصل از الگوريتم رقابت استعماري رسيده است. اين شباهت در شکل 4-8 که پاسخ پله همه کنترلر‌ها با هم رسم شده است، به راحتي قابل مشاهده است.

شكل ‏4 7: هزينه‌ي مينيمم جمعيت الگوريتم ژنتيک، بر حسب تکرار، در مسئله طراحي کنترل‌کننده PID.

جدول ‏4 1: پارامترهاي کنترل‌کننده‌هاي مختلف طراحي شده، به همراه ميزان هزينه‌هاي مختلف آن‌ها

شكل ‏4 8: پاسخ پله‌ي سيستم به ورودي پله با استفاده از هر چهار کنترلر موجود در جدول 4-1.

4-1-3 نتيجه‌گيري
در اين بخش، الگوريتم رقابت استعماري براي طراحي يک کنترل‌کننده بهينه PID، مورد استفاده قرار گرفت. کنترل‌کننده PID به گونه‌اي طراحي شد که مجموع زمان صعود، زمان نشست، بيشترين فراجهش و انتگرال قدر‌مطلق خطا را کمينه مي‌کند. مقايسه ميان نتايج حاصل از الگوريتم رقابت استعماري، الگوريتم ژنتيک، الگوريتم کلوني مورچه‌ها و روش زيگلر و نيکولز نشان مي‌دهد که الگوريتم رقابت استعماري روش مناسبي براي بهينه‌سازي و در حالت خاص براي طراحي کنترل‌کننده PID مي‌باشد.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 3 – بخش 3-4 — مثال کاربردي و بخش 3-5 — نتیجه گیری و بخش 3-6 — توابع مورد استفاده

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

3-4 مثال کاربردي در اين بخش، الگوريتم معرفي شده را برروي بعضي از توابع رايج که در مقايسه روش‌هاي مختلف بهينه‌سازي استفاده مي‌شوند؛ پياده‌سازي مي‌کنيم. اين توابع 2 بعدي بهينه‌سازي، از مرجع [3] استفاده شده‌اند و همه آن‌ها، مسائل مينيمم‌سازي هستند. جزئيات اين توابع و نقطه بهينه و نيز يک نماي سه‌بعدي از آن‌ها در پيوست اين فصل آمده است. از ميان اين توابع، روند بهينه‌سازي تابع مسئله‌ي G1 بطور مشروح مورد بررسي قرار مي‌گيرد اما در مورد بقيه، تنها به ذکر نتايج اکتفا مي‌شود.

شکل 3-13 يک نماي سه‌بعدي از تابع مسئلهG1را نشان مي‌دهد. نقطه مينيمم مطلق اين تابع در بازه‌ي [0,10]، در نقطه‌ي (9.039,8.668) قرار گرفته است و داراي مقداري برابر با 18.55- مي‌باشد.

شكل ‏3 13: نمايش سه بعدي از تابع مسئله

تعداد 80 کشور اوليه‌ي مورد استفاده براي بهينه‌سازي، در شکل 3-14 به همراه يک نماي کانتور از تابع، نشان داده شده‌اند. 8 تا از اين کشور‌ها به عنوان امپرياليست انتخاب شده و با کنترل بقيه‌ي 72 کشور، امپراطوري‌هاي اوليه را تشکيل مي‌دهند. امپرياليست‌ها با علامت ★ در رنگ‌هاي مختلف، نشان داده‌ شده‌اند. مستعمرات هر امپراطوري نيز به همان رنگ امپرياليست و با علامت • مشخص شده‌اند. هر چه تعداد مستعمرات يک امپراطوري بيشتر باشد، کشور امپرياليست مربوط به آن با علامت ستاره بزرگتري، نمايش داده مي‌شود. شکل‌هاي 3-15، 3-16 و 3-17، امپراطوري‌ها را به ترتيب، در نسل‌هاي 10، 30 و 33 (همگرايي) نشان مي‌دهند. همانگونه که در شکل 3-15 نيز نمايش داده شده است، در نسل 10، چهار تا از امپراطوري‌ها سقوط کرده‌اند و چهار تا امپرياليست‌ باقي‌مانده، به حواشي مينيمم‌هاي محلي تابع رسيده‌‌اند و حتي دو تا از آن‌ها، در ناحيه‌ي مقعر اطراف نقطه‌ي مينيمم مطلق قرار گرفته‌اند. در نسل 30، تنها 2 امپراطوري زنده‌اند و بقيه‌ي آن‌ها سقوط کرده‌اند. در نسل 33، نيز همه‌ي امپراطوري‌ها به جز يکي، سقوط کرده و به يک دنياي تک قطبي رسيده‌ايم؛ دنيايي که کل آن، يک امپراطوري واحد را تشکيل مي‌دهد و همه‌ي مستعمرات و حتي خود امپرياليست از موقعيت يکساني برخوردار مي‌باشند.

شكل ‏3 14: امپراطوري‌هاي اوليه؛ هر رنگ نمايش‌دهنده‌ي يک امپراطوري مي‌باشد.

شكل ‏3 15: امپراطوري‌ها در نسل 10ام؛ 4 تا از امپراطوري‌ها باقي مانده‌اند.

شكل ‏3 16: امپراطوري‌ها در نسل 30ام؛ تنها دو امپراطوري باقي مانده‌اند.

شكل ‏3 17: امپراطوري‌ها در نسل 33ام (همگرايي)؛ تنها يک امپراطوري واحد داريم.

براي داشتن يک درک کلي از فرايند رقابت امپرياليستي، هزينه‌ي ميانگين و مينيمم همه‌ي امپرياليست‌ها بر حسب نسل، در شکل 3-18 نشان داده شده است. مطابق اين شکل، در طي رقابت امپرياليستي، مينيمم مطلق تابع در نسل حدود 20 يافته شده است. اما تا نسل 33، بقيه‌ي امپرياليست‌ها نيز در موقعيت خوبي بوده و هنوز قادر به رقابت هستند. اما با سقوط تک تک آن‌ها، در نسل 33ام، تنها يک امپراطوري پابرجا است؛ امپراطوري‌اي که به نقطه‌ي مينيمم مطلق، زودتر نزديک شد.

شكل ‏3 18: هزينه‌ي مينيمم و ميانگين همه‌ي امپراطوري‌هاي مسئله بر حسب تکرار الگوريتم

الگوريتم معرفي شده براي يافتن مينيمم مطلق توابع مسائل G2 تا G6 نيز به کار رفته است. تعداد کل کشورها و نيز تعداد امپرياليست‌ها در مسئله G3 به ترتيب، برابر 150 و 15، در مسئله به ترتيب برابر 50 و 5، و در مسائل به ترتيب برابر 80 و 8 است. شکل‌هاي 3-19 و 3-20، هزينه ميانگين و مينيمم امپرياليست‌ها را در به ترتيب در مسائل G2 و G3 و G4 و نيز در مسائل G5 و G6 نشان مي‌دهند.

شكل ‏3 19: هزينه‌ي مينيمم و ميانگين همه‌ي امپراطوري‌هاي مسئله ، و ، بر حسب تکرار الگوريتم

شكل ‏3 20: هزينه‌ي مينيمم و ميانگين همه‌ي امپراطوري‌هاي مسائل و بر حسب تکرار الگوريتم

3-5 نتيجه‌گيري در اين فصل، الگوريتمي براي بهينه‌سازي معرفي شد که بر پايه مدل‌سازي رقابت‌هاي امپرياليستي مي‌باشد. اين الگوريتم، با تعدادي کشور اوليه شروع مي‌شود. کشور‌ها به دو دسته تقسيم مي‌شوند؛ مستعمرات و کشور امپرياليست، که با هم تعدادي امپراطوري اوليه را تشکيل مي‌دهند. رقابت ميان امپراطوري‌ها، براي تصاحب مستعمرات همديگر، هسته‌ي اين الگوريتم را تشکيل مي‌دهد و منجر به همگرايي کشورها، به مينيمم مطلق تابع هزينه مي‌شود. در طي اين رقابت، امپراطوري‌هاي ضعيف، به تدريج، سقوط کرده و در نهايت يک امپراطوري باقي مي‌ماند که کل دنيا را کنترل مي‌کند. آزمودن الگوريتم، توسط چندين تابع هزينه استاندارد، کارايي آن را در حل مسائل مختلف بهينه‌سازي، نشان داد.

3-6 توابع هزينه مورد استفاده

__________________________________________________________

Problem : G1

$f\, = \,x\,.\,\sin (4x)\, + \,1.1y\,.\,\sin (2y)$

$minimum:\,\,f(9.039,8.668)\, = \, - 18.5547$

__________________________________________________________

Problem : G2 $f\, = \,0.5\, + \,\frac{{{{\sin }^2}\sqrt {{x^2} + {y^2}} \, - \,0.5}}{{1 + 0.1({x^2} + {y^2})}}$

$minimum:\,\,f(1.897,1.006)\, = \, - 0.5231$

__________________________________________________________

Problem : G3

$f\, = \,{({x^2} + {y^2})^{0.25}}\, \times \,\sin \left\{ {30{{\left[ {{{(x + 0.5)}^2}\, + \,{y^2}} \right]}^{0.1}}} \right\}\, + \,\left| x \right|\, + \,\left| y \right|$ $minimum:\,\,f(0,0)\, = \,0$

__________________________________________________________

Problem : G4

$f\, = \,{J_0}({x^2} + {y^2})\, + \,0.1\,\left| {1 - x} \right|\, + \,0.1\,\left| {1 - y} \right|$

$minimum:\,\,f(1,1.6606)\, = \, - 0.3356$

__________________________________________________________

Problem : G5

$f = - \exp ( - 0.2\sqrt {{x^2} + {y^2}} )\, + \,3(\cos 2x + \sin 2y)$ $minimum:\,\,f( - 2.7730, - 5)\, = \, - 16.947$

__________________________________________________________

Problem : G6

$f\, = \, - x\sin (\sqrt {\left| {x - (y + 9)} \right|} )\, - \,(y + 9)\sin (\sqrt {\left| {y + 0.5x + 9} \right|} )$

$minimum:\,\,f( - 14.58, - 20)\, = \, - 23.806$

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری (جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه

1-1 هدف و اهميت مسئله

1-2 الگوريتم توسعه داده شده

1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده

1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود

2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي

2-2روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو

2-2-1بهينه‌سازي تحليلي

2-2-2 جستجوي خط

2-2-3 روش‌هاي نيوتوني

2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب

2-3 الگوريتم‌ ژنتيک

2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده

2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات

2-6 کلوني مورچه‌ها

2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي

3-1 مقدمه

3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار

3-2-1 هند

3-2-2 مالزي

3-2-3 هندوچين فرانسه

3-2-4 هند شرقي (اندونزي)

3-3 الگوريتم پيشنهادي

3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه

3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست

3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست

3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري

3-3-5 رقابت استعماري

3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف

3-3-7 همگرايي

3-4 مثال کاربردي

3-5 نتيجه‌گيری

3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده

4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه

4-1-1 کنترل‌کننده

PID 4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري

4-1-3 نتيجه‌گيري

4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير

4-2-1 مقدمه

4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره

4-2-3 نتايج شبيه‌سازي

4-2-4 نتيجه‌گيري

4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش

4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده

4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر

4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي

4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي

4-5-1 مقدمه

4-5-2 توصيف مسئله معکوس

4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري

4-5-4 نتيجه‌گيری 4-6 کنترل فازي اتومبيل 4-6-1 مدل اتومبيل 4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکتهدیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر درنسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 3 – بخش 3-3 — الگوريتم رقابت استعماری

می 15, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

شکل 3-2 فلوچارت الگوريتم پيشنهادي را نشان مي‌دهد. همانند ديگر الگوريتم‌هاي تکاملي، اين الگوريتم، نيز با تعدادي جمعيت اوليه تصادفي که هر کدام از آنها يک “کشور” ناميده مي‌شوند؛ شروع مي‌شود. تعدادي از بهترين عناصر جمعيت (معادل نخبه‌ها در الگوريتم ژنتيک) به عنوان امپرياليست انتخاب مي‌شوند. باقيمانده جمعيت نيز به عنوان مستعمره ، در نظر گرفته مي‌شوند. استعمارگران بسته به قدرتشان، اين مستعمرات را با يک روند خاص که در ادامه مي‌آيد؛ به سمت خود مي‌کشند. قدرت کل هر امپراطوري، به هر دو بخش تشکيل دهنده آن يعني کشور امپرياليست (به عنوان هسته مرکزي) و مستعمرات آن، بستگي دارد. در حالت رياضي، اين وابستگي با تعريف قدرت امپراطوري به صورت مجوع قدرت کشور امپرياليست، به اضافه در صدي از ميانگين قدرت مستعمرات آن، مدل شده است.

استفاده از این پست از وبسایت محاسبات تکاملی و الگوریتم رقابت استعماری با ذکر منبع آن بلا اشکال است. بطور ویژه استفاده از مطالب این پست در ویکی پدیا فارسی در مورد الگوریتم رقابت استعماری (در این اینک) تحت لیسانس GNU بلامانع می باشد.

با شکل‌گيري امپراطوري‌هاي اوليه، رقابت امپرياليستي ميان آن‌ها شروع مي‌شود. هر امپراطوري‌اي که نتواند در رقابت استعماري، موفق عمل کرده و بر قدرت خود بيفزايد (و يا حداقل از کاهش نفوذش جلوگيري کند)، از صحنه رقابت استعماري، حذف خواهد شد. بنابراين بقاي يک امپراطوري، وابسته به قدرت آن در جذب مستعمرات امپراطوري‌هاي رقيب، و به سيطره در آوردن آنها خواهد بود. در نتيجه، در جريان رقابت‌هاي امپرياليستي، به تدريج بر قدرت امپراطوري‌هاي بزرگتر افزوده شده و امپراطوري‌هاي ضعيف‌تر، حذف خواهند شد. امپراطوري‌ها براي افزايش قدرت خود، مجبور خواهند شد تا مستعمرات خود را نيز پيشرفت دهند.

شكل ‏3 2: فلوچارت الگوريتم پيشنهادي

با گذشت زمان، مستعمرات، از لحاظ قدرت به امپراطوري‌ها نزديک‌تر خواهند شد و شاهد يک نوع همگرايي خواهيم بود. حد نهايي رقابت استعماري، زماني است که يک امپراطوري واحد در دنيا داشته باشيم، با مستمراتي که از لحاظ موقعيت، به خود کشور امپرياليست، خيلي نزديک هستند.

در ادامه مباحث اين فصل، بخش‌هاي مختلف الگوريتم، مورد بررسي قرار مي‌گيرند.

3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
در بهينه‌سازي، هدف يافتن يک جواب بهينه بر حسب متغير‌هاي مسئله، است. ما يک آرايه از متغير‌هاي مسئله را که بايد بهينه‌ شوند، ايجاد مي‌کنيم. در الگوريتم ژنتيک اين آرايه، کروکوزوم ناميده مي‌شود. در اينجا نيز آن را يک کشور مي‌ناميم. در يک مسئله‌ي بهينه‌سازي ${N_{var}}$ بعدي، يک کشور، يک آرايه‌ي $1 \times {N_{var}}$ است. اين آرايه به صورت زير تعريف مي‌شود.

$country\, = \,[{p_1},\,{p_2},\,{p_3},\,...,\,{p_{{N_{var}}}}]\,$

مقادير متغيره‌ها در يک کشور، به صورت اعداد اعشاري نمايش داده مي‌شوند. از ديدگاه تاريخي‌ـ‌فرهنگي، اجزاي تشکيل دهنده يک کشور را مي‌توان ويژگي هاي اجتماعي– سياسي آن کشور، همچون فرهنگ، زبان، ساختار اقتصادي و ساير ويژگي‌ها در نظر گرفت. شکل 3-3 اين مسئله را به خوبي نشان مي‌دهد. مطابق اين شکل متغيرهاي مجهول تابع هزينه که ما در طي فرايند بهينه‌سازي به دنبال انها مي‌گرديم، در نگاه اجتماعي‌ـ‌سياسي ويژگي‌هاي تاريخي و فرهنگي‌اي هستند که يک کشور را به نقطه مينيمم تابع هزينه رهنمون مي‌سازند. در حقيقت در حل يک مسئله بهينه‌سازي توسط الگوريتم معرفي شده، ما به دنبال بهترين کشور (کشوري با بهترين ويژگي هاي اجتماعي‌ـ‌سياسي) هستيم. يافتن اين کشور در حقيقت معادل يافتن بهترين پارامتهاي مسئله است که کمترين مقدار تابع هزينه را توليد مي‌کنند.

شكل ‏3 3: اجزاي اجتماعي سياسي تشکيل دهنده يک کشور

به عنوان يک مثال فرض کنيم که مي‌خواهيم يک کنترل کننده PID براي يک سيستم کنترلي طراحي کنيم که مثلاً داراي کمترين ميزان مجموع فراجهش و انتگرال قدر مطلق خطا باشد. در يک حالت نوعي، جوابهاي ممکنه مي‌توانند به صورت جوابهايي که به يک خروجي پايدار منجر مي‌شوند، تعريف شوند. براي اين مسئله دسته‌اي از جوابهاي ممکنه به صورت اوليه ايجاد مي‌کنيم. در اين مساله کشور iام به صورت زير تعريف مي‌شود.

$countr{y_i}\, = \,[K{P_i},\,K{I_i},\,K{D_i}]\,$

براي شروع الگوريتم بايد تعدادي از اين کشورها (به تعداد کشورهاي اوليه الگوريتم) ايجاد شوند. بنابراين ماتريس کل کشورها به صورت تصادفي اوليه تشکيل مي‌شود.

هزينه‌ي يک کشور با ارزيابي تابع f در متغير‌هاي $({p_1},\,{p_2},\,{p_3},\,...,\,{p_{{N_{{{\rm var}} }}}})$ يافته مي‌شود. بنابراين

$cos{t_i}\, = \,\,f(countr{y_i})\, = \,f({p_1},\,{p_2},\,{p_3},\,...,\,{p_{{N_{{{\rm var}} }}}})$

در مسئله طراحي کنترل کننده، با هدف در نظر گرفته شده، اين تابع به صورت زير خواهد بود.

F = w1×MaxOvershoot + w2× IAE

که در آن MaxOvershoot ماکزيمم فراجهش و IAE انتگرال قدر مطلق خطا است. w1 و w2 نيز وزنهايي هستند که ميزان اهميت هر يک از هدف‌ها را نشان مي‌دهند. بنابراين کاري که براي بدست آوردن هزينه يک کشور (دسته پارامتهاي کنترل کننده PID) بايد انجام شود، اين است که هر دسته از اين ضرايب به عنوان کنترل کننده در نظر گرفته شده و پاسخ پله سيستم براي اين کنترلر بدست مي‌آيد. در نهايت با محاسبه ماکزيمم فراجهش و انتگرال قدر مطلق خطا، مجموع آنها را به عنوان هزينه اين کشور (ضرايب کنترل کننده) محاسبه مي‌شود. ما به دنبال بهترين کشور (بهترين دسته ضرايب کنترل کننده) مي‌گرديم. الگوريتم معرفي شده در اين نوشتار، با توليد يک دسته اوليه از اين ضرايب و دسته بندي آنها در قالب امپراطوري‌ها و اعمال سياست جذب از طرف استعمارگران به روي مستعمرات و همچنين با ايجاد رقابت استعماري ميان امپراطوريها به جستجوي بهترين کشور مي‌پردازد.

براي شروع الگوريتم، تعداد ${N_{country}}$ کشور اوليه را ايجاد مي‌کنيم. ${N_{imp}}$ تا از بهترين اعضاي اين جمعيت (کشورهاي داراي کمترين مقدار تابع هزينه) را به عنوان امپرياليست انتخاب مي‌کنيم. باقيمانده ${N_{imp}}$ تا از کشورها، مستعمراتي را تشکيل مي‌دهند که هرکدام به يک امپراطوري تعلق دارند. براي تقسيم مستعمرات اوليه بين امپريالست‌ها، به هر امپرياليست، تعدادي از مستعمرات را که اين تعداد، متناسب با قدرت آن است، مي‌دهيم. براي انجام اين کار، با داشتن هزينه همه امپرياليست‌ها، هزينه نرماليزه آن‌ها را به صورت زير در نظر مي‌گيريم.

${C_n}\, = \, {\max }\limits_i \{ {c_i}\} \, - \,{c_n}$

که در آن ${c_n}$ ، هزينه امپريالست nام، ${\max }\limits_i \{ {c_i}\}$ بيشترين هزينه ميان امپرياليست‌ها و ${C_n}$ ، هزينه نرماليزه شده اين امپرياليست، مي‌باشد. هر امپرياليستي که دراي هزينه بيشتري باشد (امپرياليست ضعيفتري باشد)، داراي هزينه نرماليزه کمتري خواهد بود. با داشتن هزينه نرماليزه، قدرت نسبي نرماليزه‌ي هر امپرياليست، به صورت زير محاسبه شده و بر مبناي آن، کشورهاي مستعمره، بين امپريالسيت‌ها تقسيم مي‌شوند.

${p_n}\, = \,\left| {\frac{{{C_n}}}{{\sum\limits_{i = 1}^{{N_{imp}}} {{C_i}} }}} \right|$

از يک ديد ديگر، قدرت نرماليزه شده يک امپرياليست، نسبت مستعمراتي است که توسط آن امپرياليست اداره مي‌شود. بنابراين تعداد اوليه‌ي مستعمرات يک امپرياليست برابر خواهد بود با

$N.C{._n}\, = \,round\{ {p_n}\,.\,({N_{col}})\}$

که در آن $N.C{._n}$ ، تعداد اوليه مستعمرات يک امپراطوري و ${N_{col}}$ نيز تعداد کل کشورهاي مستعمره موجود در جمعيت کشورهاي اوليه است. round نيز تابعي است که نزديک‌ترين عدد صحيح به يک عدد اعشاري را مي‌دهد. با در نظر گرفتن N.C. براي هر امپراطوري، به اين تعداد از کشورهاي مستعمره اوليه را به صورت تصادفي انتخاب کرده و به امپرياليست nام مي‌دهيم. با داشتن حالت اوليه تمام امپراطوري‌ها، الگوريتم رقابت استعماري شروع مي‌شود. روند تکامل در يک حلقه قرار دارد که تا برآورده شدن يک شرط توقف، ادامه مي‌يابد.

شکل 3-4 چگونگي شکل‌گيري امپراطوري‌هاي اوليه را نشان مي‌دهد. همانگونه که در اين شکل نشان داده شده است. امپراطوري‌هاي بزرگتر، تعداد بيشتري مستعمره دارند. در اين شکل، امپريالست شماره 1 قوي‌ترين امپراطوري را ايجاد کرده است و بيش‌ترين تعداد مستعمرات را دارد.

شكل ‏3 4: چگونگي شکل‌گيري امپراطوري‌هاي اوليه.

3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
سياست همگون‌سازي (جذب) با هدف تحليل فرهنگ و ساختار اجتماعي مستعمرات در فرهنگ حکومت مرکزي انجام مي‌گرفت. همانگونه که قبلاً نيز بيان شد، کشورهاي استعمارگر، براي افزايش نفوذ خود، شروع به ايجاد عمران (ايجاد زيرساخت‌هاي حمل و نقل، تاسيس دانشگاه و …) کردند. به عنوان مثال کشورهايي نظير انگليس و فرانسه با تعقيب سياست همگون‌سازي در مستعمرات خود در فکر ايجاد انگيس نو و فرانسه نو در مستعمرات خويش بودند. با در نظر گرفتن شيوه نمايش يک کشور در حل مسلئه بهينه‌سازي، در حقيقت اين حکومت مرکزي با اعمال سياست جذب سعي داشت تا کشور مستعمره را در راستاي ابعاد مختلف اجتماعي سياسي به خود نزديک کند. اين بخش از فرايند استعمار در الگوريتم بهينه‌سازي، به صورت حرکت مستعمرات به سمت کشور امپرياليست، مدل شده است. شکل 3-5، شماي کلي اين حرکت را نشان مي‌دهد.

شكل ‏3 5: شماي کلي حرکت مستعمرات به سمت امپرياليست.

مطابق اين شکل کشور امپرياليست کشور مستعمره را در راستاي محورهاي فرهنگ و زبان به سمت خود جذب مي‌کند. همانگونه که در اين شکل نشان داده شده است، کشور مستعمره (Colony)، به اندازه x واحد در جهت خط واصل مستعمره به استعمارگر (Imperialist)، حرکت کرده و به موقعيت جديد (New Position of Colony)، کشانده مي‌شود. در اين شکل، فاصله ميان استعمارگر و مستعمره با d نشان داده شده است. x نيز عددي تصادفي با توزيع يکنواخت (و يا هر توزيع مناسب ديگر) مي‌باشد. يعني براي x داريم.

$x\, \sim \,U(0\,\,,\,\,\beta \times d)$

که در آن $\beta$ عددي بزرگتر از يک و نزديک به 2 مي‌باشد. يک انتخاب مناسب مي‌تواند $\beta \, = \,2$ باشد. وجود ضریب بتا بزرگتر از یک باعث مي‌شود تا کشور مستعمره در حين حرکت به سمت کشور استعمارگر، از جهت‌هاي مختلف به آن نزديک شود.

شكل ‏3 6: حرکت واقعي مستعمرات به سمت امپرياليست

با بررسي تاريخي پديده همگون‌سازي، يک حقيقت آشکار در اين زمينه اين است که علي رغم اينکه کشوهاي استعمارگر بطور جدي پيگير سياست جذب بودند، اما وقايع بطور کامل مطابق سياست اعمال شده آنها پيش نمي‌رفت و انحرافاتي در نتيجه کار وجود داشت. در الگوريتم معرفي شده، اين انحراف احتمالي با افزودن يک زاويه تصادفي به مسير جذب مستعمرات، انجام مي‌گيرد. بدين منظور، در حرکت مستعمرات به سمت استعمارگر، کمي زاويه تصادفي نيز به جهت حرکت مستعمره، اضافه مي‌کنيم. شکل 3-6 اين حالت را نشان مي‌دهد. بدين منظور اين‌بار به جاي حرکت به اندازه x، به سمت کشور استعمارگر و در جهت بردار واصل مستعمره به استعمارگر، به همان ميزان، ولي با انحراف $\theta$ در مسير، به حرکت خود ادامه مي‌دهيم. $\theta$ را به صورت تصادفي و با توزيع يکنواخت در نظر مي‌گيريم (اما هر توزيع دلخواه و مناسب ديگر نيز مي‌تواند استفاده شود). پس

$\theta \,\, \sim \,\,U( - \gamma \,,\,\,\gamma )$

در اين رابطه، $\gamma$ پارامتري دلخواه مي‌باشد که افزايش آن باعث افزايش جستجوي اطراف امپرياليست شده و کاهش آن نيز باعث مي‌شود تا مستعمرات تا حد ممکن، به بردار واصل مستعمره به استعمارگر، نزديک حرکت کنند. با در نظر گرفتن واحد راديان براي $\theta$ ، عددي نزديک به π/4، در اکثر پياده‌سازي ها، انتخاب مناسبي بوده است.

3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
سياست جذب در عين نابودي ساختارهاي اجتماعي سياسي کشور مستعمره در بعضي موارد نتايج مثبتي را نيز براي آانها در پي داشت. بعضي از کشور در نتيجه اعمال اين سياست به نوعي از خودباوري عمومي دست يافتند و پس از مدتي همان تحصيلکرده‌گان (به عبارت ديگر جذب شدگان فرهنگ استعماري) بودند که به رهبري ملت خود براي رهايي از چنگال استعمار پرداختند. نمونه هاي فراواني از اين موارد را مي‌توان در مستعمرات انگليس و فرانسه يافت. از سوي ديگر نگاهي به فراز و نشيب چرخش قدرت در کشور‌ها به خوبي نشان مي‌دهد که کشور هايي که زماني در اوج قدرت سياسي – نظامي بودند، پس از مدتي سقوط کردند و در مقابل کشورهايي سکان قدرت را در دست گرفتند که زماني هيچ قدرتي در دست نداشنتد. در مدلسازي اين واقعه تاريخي در الگوريتم معرفي شده به اين صورت عمل شده است که در حين حرکت مستعمرات به سمت کشور استعمارگر، ممکن بعضي از اين مستعمرات به موقعيتي بهتر از امپرياليست برسند (به نقاطي در تابع هزينه برسند که هزينه کمتري را نسبت به مقدار تابع هزينه در موقعيت امپرياليست، توليد مي‌کنند.) در اين حالت، کشور استعمارگر و کشور مستعمره، جاي خود را با همديگر عوض کرده و الگوريتم با کشور استعمارگر در موقعيت جديد ادامه يافته و اين اين بار اين کشور امپرياليست جديد است که شروع به اعمال سياست همگون‌سازي بر مستعمرات خود مي‌کند. تغيير جاي استعمارگر و مستعمره، در شکل 3-7 نشان داده شده است. در اين شکل، بهترين مستعمره‌ي امپراطوري، که هزينه‌اي کمتر از خود امپرياليست دارد، به رنگ تيره‌تر، نشان داده شده است. شکل 3-8، کل امپراطوري را پس از تغيير موقعيت‌ها، نشان مي‌دهد.

شكل ‏3 7: تغيير جاي استعمارگر و مستعمره

شكل ‏3 8: کل امپراطوري، پس از تغيير موقعيت‌ها

3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري

قدرت يک امپراطوري برابر است با قدرت کشور استعمارگر، به اضافه درصدي از قدرت کل مستعمرات آن. بدين ترتيب براي هزينه کل يک امپراطوري داريم.

$T.C{._n}\, = \,Cost(imperialis{t_n})\, + \xi \,mean\{ Cost(colonies\,of\,empir{e_n})\}$

که در آن $T.C{._n}$ هزينه کل امپراطوري nام و $\xi$ عددي مثبت است که معمولاً بين صفر و يک و نزديک به صفر در نظر گرفته مي‌شود. کوچک در نظر گرفتن $\xi$ ، باعث مي‌شود که هزينه کل يک امپراطوري، تقريباً برابر با هزينه حکومت مرکزي آن (کشور امپرياليست)، شود و افزايش $\xi$ نيز باعث افزايش تاثير ميزان هزينه مستعمرات يک امپراطوري در تعيين هزينه کل آن مي‌شود. در حالت نوعي $\xi \, = \,0.05$ در اکثر پياده‌سازي به جوابهاي مطلوبي منجر شده است.

3-3-5 رقابت استعماري
همانگونه که قبلاً نيز بيان شد، هر امپراطوري‌اي که نتواند بر قدرت خود بيفزايد و قدرت رقابت خود را از دست بدهد، در جريان رقابت‌هاي امپرياليستي، حذف خواهد شد. اين حذف شدن، به صورت تدريجي صورت مي‌پذيرد. بدين معني که به مرور زمان، امپراطوري‌هاي ضعيف، مستعمرات خود را از دست داده و امپراطوري‌هاي قويتر، اين مستعمرات را تصاحب کرده و بر قدرت خويش مي‌افزايند. براي مدل کردن اين واقعيت‌، فرض مي‌کنيم که امپراطوري در حال حذف، ضعيف‌ترين امپراطوري موجود است. بدين ترتيب، در تکرار الگوريتم، يکي يا چند تا از ضعيف‌ترين مستعمرات ضعيف‌ترين امپراطوري را برداشته و براي تصاحب اين مستعمرات، رقابتي را ميان کليه امپراطوري‌ها ايجاد مي‌کنيم. مستعمرات مذکور، لزوماً توسط قويترين امپراطوري، تصاحب نخواهند شد، بلکه امپراطوري‌هاي قويتر، احتمال تصاحب بيشتري دارند. شکل 3-9 شماي کلي اين بخش از الگوريتم را نشان مي‌دهد.

شكل ‏3 9: شماي کلي رقابت استعماري: امپراطوري‌هاي بزرگ‌تر، با احتمال بيشتري، مستعمرات امپراطوري‌هاي ديگر را تصاحب مي‌کنند.

در اين شکل امپراطوري شماره 1 به عنوان ضعيف‌ترين امپراطوري در نظر گرفته شده و يکي از مستعمرات آن در معرض رقابت امپرياليستي قرار گرفته است و امپراطوريهاي 2 تا N براي تصاحب آان با هم رقابت مي‌کنند. براي مدل‌سازي رقابت ميان امپراطوري‌ها براي تصاحب اين مستعمرات، ابتدا احتمال تصاحب هر امپراطوري (که متناسب با قدرت آن امپراطوري مي‌باشد)، را با در نظر گرفتن هزينه کل امپراطوري، به ترتيب زير محاسبه مي‌کنيم. ابتدا از روي هزينه کل امپراطوري، هزينه کل نرماليزه شده آن را تعيين مي‌کنيم.

$N.T.C{._n}\, = \, {\max }\limits_i \{ T.C{._i}\} \, - \,T.C{._n}$

در اين رابطه $T.C{._n}$ ، هزينه کل امپراطوري nام و $N.T.C{._n}$ نيز، هزينه کل نرماليزه شده آن امپراطوري مي‌باشد. هر امپراطوري‌ که $T.C{._n}$ کمتري داشته باشد $N.T.C{._n}$ بيشتري خواهد داشت. در حقيقت $T.C{._n}$ معادل هزينه کل يک امپراطوري و $N.T.C{._n}$ معادل قدرت کل آن مي‌باشد. امپراطوري با کمترين هزينه، داراي بيشترين قدرت است. با داشتن هزينه کل نرماليزه شده، احتمال (قدرت) تصاحب مستعمره رقابت، توسط هر امپراطوري، به صورت زير محاسبه مي‌شود.

${p_{{p_n}}}\, = \,\left| {\frac{{N.T.C{._n}}}{{\sum\limits_{i = 1}^{{N_{imp}}} {N.T.C{._i}} }}} \right|$

با داشتن احتمال تصاحب هر امپراطوري، مکانيزمي همانند چرخه رولت در الگوريتم ژنتيک مورد نياز است تا مستعمره مورد رقابت را با احتمال متناسب با قدرت امپراطوريها در اختيار يکي از آنها قرار دهد. در کنار امکان استفاده از چرخ رولت موجود، در اين نوشتار مکانيزم جديدي براي پياده‌سازي اين فرايند معرفي شده است که نسبت به چرخه رولت داراي هزينه محاسباتي بسيار کمتري مي‌باشد. زيرا عمليات نسبتاً زياد مربوط به محاسبه تابع توزيع جمعي احتمال را که در چرخه رولت مورد نياز است را حذف مي‌کند و فقط به داشتن تابع چگالي احتمال نياز دارد. در ادامه مکانيزم مطرح شده براي اختصاص متناسب با احتمال مستعمره مورد رقابت به امپراطوري هاي رقيب توضيح داده مي‌شود.

با داشتن احتمال تصاحب هر امپراطوري، براي اينکه مستعمرات مذکور را به صورت تصادفي، ولي با احتمال وابسته به احتمال تصاحب هر امپراطوري، بين امپراطوري‌ها تقسيم کنيم؛ بردار P را از روي مقادير احتمال فوق، به صورت زير تشکيل ميدهيم.

${\bf{P}}\, = \,\left[ {{p_{{p_1}}},\,{p_{{p_2}}},\,{p_{{p_3}}},\,...,\,{p_{{p_{{N_{imp}}}}}}} \right]$

بردار P داراي سايز 1*Nimp مي‌باشد و از مقادير احتمال تصاحب امپراطوري‌ها تشکيل شده است. سپس بردار R تصادفي ، همسايز با بردار را تشکيل مي‌دهيم. آرايه‌هاي اين بردار، اعدادي تصادفي با توزيع يکنواخت در بازه [0,1] مي‌باشند.

${\bf{R}} = \,\left[ {{r_1},\,{r_2},\,{r_3},\,...,\,{r_{{N_{imp}}}}} \right]$

${r_1},\,{r_2},\,{r_3},\,...,\,{r_{{N_{imp}}}}\, \sim \,\,U(0,1)$

سپس بردار D را به صورت زير تشکيل مي‌دهيم.

${\bf{D}}\,{\bf{ = }}\,{\bf{P}}\,{\bf{ - }}\,{\bf{R}}\, = \,\left[ {{D_1},\,{D_2},\,{D_3},\,...,\,{D_{{N_{imp}}}}} \right]$

${\bf{ = }}\,\,\left[ {{p_{{p_1}}} - {r_1},{p_{{p_2}}} - {r_2},\,{p_{{p_3}}} - {r_3},...,{p_{{p_{{N_{imp}}}}}} - {r_{{N_{imp}}}}} \right]$

با داشتن بردار D، مستعمرات مذکور را به امپراطوري‌اي مي‌دهيم که انديس مربوط به آن در بردار D بزرگتر از بقيه مي‌باشد. امپراطوري‌اي که بيشترين احتمال تصاحب را داشته باشد، با احتمال بيشتري انديس مربوط به آن در بردار D، بيشترين مقدار را خواهد داشت. عدم نياز به محاسبه CDF باعث مي‌شود که اين مکانيزم نسبت به چرخه رولت با سرعت به مراتب بيشتري عمل کند. مکانيزم جديد مطرح شده نه تنها مي‌تواند در اختصاص مستعمره به امپراطوري بر حسب احتمال تصاحب آنها مفيد باشد، بلکه به عنوان يک مکانيزم انتخاب بر حسب احتمال مي‌تواند جايگزين چرخه رولت در الگوريتم ژنتيک براي انتخاب والدين شود و سرعت اجراي عمليات در آن را تا حد زيادي افزايش دهد.

با تصاحب مستعمره توسط يکي از امپراطوري ها، عمليات اين مرحله از الگوريتم نيز به پايان مي‌رسد.

3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
همانگونه که بيان شد، در جريان رقابت‌هاي امپرياليستي، خواه ناخواه، امپراطوريهاي ضعيف به تدريج سقوط کرده و مستعمراتشان به دست امپراطوري‌هاي قوي‌تر مي‌افتد. شروط متفاوتي را مي‌توان براي سقوط يک امپراطوري در نظر گرفت. در الگوريتم پيشنهاد شده، يک امپراطوري زماني حذف شده تلقي مي‌شود که مستعمرات خود را از دست داده باشد. شکل 3-10 اين مسئله را به خوبي نشان مي‌دهد. در اين شکل، امپراطوري شماره 4 به علت از دست دادن کليه مستعمراتش، ديگر قدرتي براي رقابت ندارد و بايد از ميان بقيه امپراطوري‌ها حذف شود.

3-3-7 همگرايي
الگوريتم مورد نظر تا برآورده شدن يک شرط همگرايي، و يا تا اتمام تعداد کل تکرارها، ادامه مي‌يابد. پس از مدتي، همه امپراطوري‌ها، سقوط کرده و تنها يک امپراطوري خواهيم داشت و بقيه کشورها تحت کنترل اين امپراطوري واحد، قرار مي‌گيرند. در اين دنياي ايده‌آل جديد، همه‌ي مستعمرات، توسط يک امپراطوري واحد اداره مي‌شوند و موقعيت‌ها و هزينه‌هاي مستعمرات، برابر با موقعيت و هزينه کشور امپرياليست است. در اين دنياي جديد، تفاوتي، نه تنها، ميان مستعمرات، بلکه ميان مستعمرات و کشور امپرياليست، وجود ندارد. به عبارت ديگر، همه‌ي کشورها، در عين حال، هم مستعمره و هم استعمارگرند. در چنين موقعيتي رقابت امپرياليستي به پايان رسيده و به عنوان يکي از شروط توقف الگوريتم متوقف مي‌شود. شبه کد مربوط به الگوريتم پيشنهادي در شکل 3-11، نشان داده شده است.

شكل ‏3 10: سقوط امپراطوري‌ ضعيف؛ امپراطوري شماره 4، به علت از دست دادن کليه مستعمراتش، ديگر قدرتي براي رقابت ندارد و بايد از ميان بقيه امپراطوري‌ها حذف شود.

شكل ‏3 11: شبه کد مربوط به الگوريتم رقابت استعماري

شماي کلي الگوريتم به صورت گرافيکي در شکل 3-12 نيز نشان داده شده است. مطابق اين شکل، الگوريتم با جمعيت اوليه تصادفي و تشکيل امپراطوري هاي اوليه آغاز شده و در يک چرخه سياست جذب و زقابت امپرياليستي تکرار مي‌شوند.

شكل ‏3 12: شماي کلي الگوريتم توسعه داده شده

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکته دیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر در نسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 3 – بخش های 3-1 — مقدمه و 3-2 — مروري تاريخي بر پديده استعمار

می 14, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

در اين فصل، الگوريتم مطرح شده براي بهينه‌سازي، که از مدلسازي رياضي رقابت‌‌هاي امپرياليستي الهام گرفته شده است، معرفي شده و اجزاي مختلف آن توضيح داده مي‌شود. با داشتن تابع $f({\bf{x}})$ ، در بهينه‌سازي مي‌خواهيم‌ آرگومان x را به گونه‌اي بيابيم که هزينه متناظر آن، بهينه باشد (معمولاً کمينه).

در اين فصل، الگوريتم جديدي براي جستجوي عام معرفي مي‌شود که از رقابت‌هاي استعماري الهام گرفته شده است. بطور خلاصه، اين الگوريتم، از چندين کشور در حالت اوليه شروع مي‌شود. کشورها در حقيقت جوابهاي ممکن مساله هستند و معادل کروموزوم در الگوريتم ژنتيک و ذره در بهينه‌سازي گروه ذرات هستند. همه‌ي کشورها، به دو دسته تقسيم مي‌شوند: امپرياليست و مستعمره. کشورهاي استعمارگر با اعمال سياست جذب (همگون‌سازي) در راستاي محورهاي مختلف بهينه‌سازي، کشورهاي مستعمره را به سمت خود مي‌شکند. رقابت امپرياليستي در کنار سياست همگون‌سازي، هسته‌ي اصلي اين الگوريتم را تشکيل مي‌دهد و باعث مي‌شود که کشورها به سمت مينيمم مطلق تابع حرکت کنند. در اين فصل به استعمار به عنوان جزئي لاينفک از سير تکامل تاريخي انسان نگريسته شده و از چگونگي اثرگذاري آن بر کشورهاي استعمارگر و مستعمره و نيز کل تاريخ، به عنوان منبع الهام يک الگوريتم کارا و نو در زمينه محاسبات تکاملي استفاده شده است. اين فصل، چگونگي مدل‌سازي رقابت امپرياليستي، و نيز چگونگي پياده‌سازي الگوريتم را توضيح مي‌دهد. ابتدا در بخش دوم، يک مرور خلاصه بر جوانب مختلف تاريخي و بعضي از پديده‌هاي تاريخي مربوط به استعمار و تاثير آن بر تکامل اجتماعي سياسي انسان ارائه مي‌شود. در بخش سوم اين فصل، الگوريتم معرفي شده، ارائه شده و بخش‌هاي مختلف آن مورد بررسي قرار مي‌گيرند. در بخش چهارم نيز کارايي الگوريتم بر روي چند تابع هزينه استاندارد آزموده مي‌شود. در نهايت نيز بخش پنجم، نتيجه‌گيري بحث را ارائه مي‌کند.
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
امپرياليزم ، در لغت به سياست توسعه قدرت و نفوذ يک کشور در حوزه خارج از قلمرو شناخته شده براي آن، اطلاق مي‌شود. يک کشور مي‌تواند کشور ديگر را به طور قانونگذاري مستقيم و يا از طريق روش‌هاي غير مستقيم، مثل کنترل کالاها و مواد خام، کنترل کند. مورد اخير اغلب استعمار نو خوانده مي‌شود [31]. استعمار يک پديده ذاتي در تاريخ بوده است. استعمار در مراحل ابتدايي، به صورت نفوذ سياسي‌ـ‌نظامي در کشورها و به صورت صرف استفاده از منابع زميني، انساني و سياسي بوده است. بعضي مواقع نيز استعمار، به صرف جلوگيري از نفوذ کشور استعمارگر رقيب انجام مي‌شد. به هر حال کشورهاي استعمارگر رقابت شديدي را براي به استعمار کشيدن مستعمرات همديگر نشان مي‌دادند. اين رقابت به نوبه خود باعث رشد و توسعه کشورهاي استعمارگر از لحاظ سياسي، نظامي و اقتصادي گرديد. زيرا کشورها براي داشتن امکان رقابت، مجبور به توسعه بودند.

در حالت‌هاي قديمي‌تر، استعمارگران با بهره‌گيري از منابع زميني، انساني و غيره کشور مستعمره، فقط در صدد افزايش قدرت خود بودند و اينکه آيا مستعمرات پيشرفت مي‌کنند يا نه مهم نبود. اما بعدها با فزايش ارتباط ميان ملل و رشد انساني، استعمارگران براي ادامه نفوذ خود، به نوعي از اقبال عمومي (حمايت مردمي) نيز احتياج پيدا کردند. بدين ترتيب کشورهاي استعمارگر شروع به ايجاد عمران و آبادي (هر چند ظاهري) در مستعمراتشان نمودند. بدين ترتيب، مستعمرات، شاهد پيشرفت در زمينه‌هاي اقتصادي، اجتماعي و انساني شدند که عامل اين پيشرفت به اجبار، کشور استعمارگر بود. دليل نامگذاري اين فرايند با نام “استعمار” که ريشه در کلمه عمران و آبادي دارد، نيز، همين مساله مي‌باشد. البته دريافت اقبال عمومي تنها دليل ايجاد عمران توسط استعمارگران در مستعمرات نبود. يک دليل ديگر ايجاد سلطه فرهنگي بر مسعمرات در راستاي اجراي سياست همگون‌سازي بود. به عنوان مثال کشورهايي نظير فرانسه و انگليس به ايجاد مدارس انگليسي زبان و فرانسوی زبان در مستعمرات خود پرداختند. اين اقدام به دلايل مختلفي صورت مي‌گرفت که در راس اين دلايل افزايش نفوذ فرهنگي در مستعمرات بوده است. نا گفته نماند که فرايند استعمار (حد اقل بعد فرهنگي آن) با همه تبعات منفي آن در بعضي از کشورهاي امپرياليست به چشم يک جهاد فکري براي نجات بشر نيز نگريسته مي‌شد. اشعاري وجود دارند که به مدح و ستايش جوانان انگليسي مي‌پردازند که با هدف آموزش راهي کشورهاي مستعمره شده‌اند و در آنها از اين جوانان به عنوان قهرمانان ملي در جبهه نجات بشري ياد مي‌شود [33].

امپرياليزم، نگرش عمومي نسبت به تمدن غرب را تغيير داد. داروينيست‌هاي اجتماعي، امپرياليزم را تفسير کرده و اين ايده که فرهنگ غرب، نسبت به فرهنگ شرق، برتر است؛ را تقويت کردند [32]. در آفريقا تنها آنهايي که بعضي از استانداردهاي فرهنگي غرب را داشتند، داراي بخشي از حقوق اجتماعي خود بودند. پرتقالي‌ها اين مردم را جذب شده و فراسوي‌ها بطور توهين‌آميزي آن‌ها را تکامل‌يافته مي‌ناميدند.

به هرحال مستقل از اثرات و تبعات مثبت و منفي آن، استعمار به عنوان يک فرايند ذاتي در تاريخ بشر ايجاد شد، و در عين وارد کردن خسارتهاي جبران ناپذير به زيربناهاي اساسي يک کشور (خصوصاً زيربناهاي فرهنگي) در بعضي موارد اثرات مثبتي را نيز براي کشورها مستعمره داشت. از ديد بهينه‌سازي، استعمار بعضي از کشورها را که در يک دره معمولي تمدن قرار داشتند، خارج کرده و آنها را به يک حوزه مينيمم ديگر برد که در بعضي موارد وضعيت اين حوزه مينيمم بهتر از موقعيت قبلي کشور مستعمره بود. اما به هر حال اين حرکت مستلزم پيشروي مستعمره در راستاي محورهاي مختلف اقتصادي و فرهنگي به سمت يک امپرياليست قويتر بود، يعني از ميان رفتن بعضي از ساختارهاي فرهنگي و اجتماعي. شکل 3-1 اين وضعيت را به خوبي نشان مي‌دهد. در اين شکل، مستعمره در نتيجه سياست همگون‌سازي از يک ناحيه مينيمم خارج شده و وارد يک ناحيه مينيمم ديگر مي‌شود که در آن وضعيت بهتري را دارا مي‌باشد. به هر حال هزينه‌اي که بابت اين حرکت پرداخت شده است، نزديکي به کشور استعمار‌گر در راستاي محورهاي مختلف اقتصادي، سياسي و اجتماعي است. ادامه اين حرکت مي‌تواند به جذب کامل کشور مستعمره در کشور استعمارگر بيانجامد.

شكل ‏3 1: اعمال سياست جذب از طرف استعمارگران بر مستعمرات

در اين بخش به بررسي چند مورد از مستعمرات کشورهاي استعماري و رفتار متقابل آنها نسبت به هم مي‌پردازيم و سعي بر آن است تا با دسته‌بندي اين رفتارها و با کشف نظم دروني آنها و در نهايت مدل‌سازي رياضي واکنشهاي متقابل مستعمرات و استعمارگران، اين پيديده‌ي پيچيده‌ي اجتماعي را در قالب يک الگوريتم بهينه‌سازي رياضي بريزيم.

3-2-1 هند
اروپاييها از طريق دريا به هند آمدند و در نهايت به تهديدي عليه اين سرزمين تبديل شدند. نخستين باري که اروپاييها در قرن شانزدهم به هند آمدند، امپراطوري مغول قدرت را در اين کشور در دست داشت. معهذا، در قرن هيجدهم خاندان مغول در حال اضمحلال بود و با جنگهاي داخلي و دخالت خارجي، قدرت سياسي آنها تجزيه گرديد. در نيمه قرن هيجدهم، هند، طعمه امپرياليست‌هاي رقيب، بريتانيا و فرانسه شده بود. بريتانيا و فرانسه بر سر توفق استعماري بر جهان در حال نبرد با يکديگر بودند و بريتانياي کبير در هند به پيروزي رسيد. بخش‌هايي از هند مستقيماً تحت حاکميت بريتانيا قرار گرفت در حالي که بر بخش‌هاي ديگر، شاهزادگان هند با نظارت بريتانيا، حکومت مي‌کردند [34].

بعد از آرام کردن اين کشور، بريتانياييها به تاسيس مدارس انگليسي‌زبان و احداث جاده، راه آهن و خط تلگراف پرداختند. حکومت برتانيا همچنين براي اصلاح رسوم اجتماعي که در مقايسه با معيار‌هاي غربي نادرست تلقي مي‌شدند، تدابيري اتخاذ کرد. اين تدابير مشتمل بود [34] بر منسوخ کردن رسوم و عاداتي چون

خودسوزي بيوه‌زنان کاست بالاي جامعه که براي نشان دادن وفاداري به شوهر انجام مي‌شد.
سرکوب مجرماني که به نام مذهب، دزدي و جنايت مي‌کردند.
افزايش حداقل سن ازدواج براي دختران.

بسياري از هنديها، اين اصلاحات را سودمند تلقي کرده و به ترديد و چالش غربي‌ها، در قبال ارزش‌هاي سنتي خود، با بازبيني و ارزشيابي مجدد مذهب و جامعه خويش، پاسخ گفتند. در نتيجه، بسياري از هنديها، فعالانه از اين اصلاحات نظير قانون 1891 که ازدواج دختران خردسال را منع مي‌نمود، حمايت کردند. معهذا سنت‌گرايان هندو خشمگين شده و به عنوان مصداق دخالت بريتانيا در جامعه هند، به قانون مذبور اعتراض کردند [34].

3-2-2 مالزي
مالزي يکي از مستعمرات بريتانيا شد. حاکميت بريتانيا بر مالزي، غير مستقيم، و از طريق حکام بومي موسوم به سلطان، اعمال مي‌شد که در آن زمان تبديل به نيمه‌دست‌نشانده شده بودند. بخش سودمند اعمال کنترل بريتانيا بر مالزي، شامل الغاي برده‌داري و ماليات‌هاي خودسرانه، احداث راهها، خطوط آهن، مدارس و برقراري نظام جديد بهداشتي بود. معهذا مسلمانان مالزي به ميزان ناچيزي از توسعه سريع اقتصادي منتفع شدند و اغلب آنان همچنان با کشاورزي و ماهيگيري، امرار معاش مي‌کردند [33،34].

3-2-3 هندوچين فرانسه
امپرياليزم فرانسه، در هندوچين مستقر شد. دلايل علاقه‌مندي فرانسه به اين منطقه، متعدد بود:

منابع طبيعي
قلمروي براي فعاليت مبلغان کاتوليک
دروازه فرعي ورود به چين
اهرم مقابله با امپرياليسم بريتانيا

از لحاظ فرهنگي و سياسي، فرانسه سياست دو محوري “جذب” و “همراهي” را تعقيب مي‌کرد. هدف سياست جذب ايجاد يک فرانسه جديد در مستعمرات این کشور، از طريق شيوه‌هايي نظير تأسيس مدارس فرانسوي و توسعه زبان و رسوم فرانسوي بود. فرانسه اميدوار بود، سر انجام در ميان ويتنامي‌ها طبقه ممتاز جديدي به وجود آيد که با حاکميت فرانسه موافق باشد. اما جريان امور به اين صورت پيش نرفت. اقليت کوچک ويتنامي که به فرهنگ فرانسوي دست يافته بودند، مانند هندي‌هاي صاحب تحصيلات بريتانيايي، دانش جديد خود را در راه مخالفت با سلطه فرانسه و حمايت از استقلال ويتنام، به کار گرفتند.

از لحاظ سياسي، خط مشي فرانسه توسعه تدريجي کنترل خود از طريق سياست “همراهي” بود. به اين معني که مقامات فرانسوي مقيم، از نزديک دستگاه ادراي حکومت‌هاي محلي را سرپرستي مي‌کردند.

فرانسوي‌ها براي تسهيل در امر توسعه اقتصادي، به احداث جاده و خطوط آهن پرداختند و سيستم آبياري را توسعه دادند و تسهيلات آموزشي و بهداشت عمومي مدرن، ايجاد کردند. ويتنامي‌ها عموماً بهاي سنگيني براي اين عمران و آبادي پرداختند، اما بسيار کم از آن منتفع شدند [34].

3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
هلنديها از اوايل قرن هفدهم در هند شرقي، دخالت داشتند. هلنديها از آغاز، مستعمرات خويش را به عنوان منابع ارزشمند مواد خام و بعدها به عنوان بازاري براي فروش محصولات صنعتي، قلمداد مي‌کردند. در اوايل قرن بيستم، با استخراج معادن و حفاري چاههاي نفت، بهره‌برداري از اين ثروت‌هاي جديد آغاز شد. دوره‌اي از توسعه اقتصادي به هند شرقي آمده بود. معهذا اين رفاه به جاي اندونزياييها، نصيب هلندي‌ها شد. اين روند علي‌رغم “سياست اخلاقي” که هلنديها در آستانه چرخش قرن مطرح مي‌کردند به وقوع پيوست. سياست پدر سالارانه هلنديها، بر تعهد اخلاقي در قبال مردم بومي و بهبود وضعيت رفاهي آن تاکيد مي‌کرد. اين سياست منجر به تاسيس مدارس ابتدايي دولتي و اتخاذ تدابيري، براي حمايت از مردم عادي اندونزي در مقابل اشکال آشکارتر استثمار اقتصادي شد. هلند بر خلاف فرانسه به سياست “جذب”، علاقه‌اي نداشت و براي اشاعه نظريات و شيوه‌هاي غربي در ميان مردم بومي کوششي نکرد [34].

با در نظر گرفتن رفتار چند کشور استعمارگر در قبال کشورهاي مستعمره، به نظر مي‌رسد که اگرچه سياست‌هاي مذکور نتوانستند قدرت و نفوذ کشورهاي امپرياليست را در ميان مستعمراتشان، افزايش دهند، و مستعمرات بعد از مدتي خواستار خودمختاري سياسي شدند؛ اما به همراه همه معايبشان، اين سياست‌ها تغيرات سياسي‌ـ‌اجتماعي سريعي را در ميان مستعمرات، ايجاد کردند. حوادث قرن بيستم به گونه‌اي رقم خورد که اکثر کشورهاي مستعمره، در نتيجه انقلاب داخلي و يا ضعف کشور استعمارگر، توانستند به استقلال (حداقل سياسي) دست پيدا کنند. اما نوع جديدي از استعمار در حال شکل‌گيري بوده و جايگزين شيوه قديمي آن شد و در حال حاضر نيز اين روند ادامه دارد و چنين به نظر مي‌رسد که حد توقف اين روند (رقابت‌هاي امپرياليستي) زماني خواهد بود که يک دنياي تک قطبي داشته باشيم، با يک امپرياليست قدرتمند. بر پايه‌ي چنين روندي است که الگوريتم معرفي شده (ICA) در اين فصل پايه‌گذاري شده و از آن در طي فصول بعدي براي اهداف مختلف بهينه‌سازي، استفاده مي‌شود.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشی که توضیحات مفصلی را در مورد لگوریتم رقابت استعماری در اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکتهدیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر درنسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 1 — مقدمه

می 14, 2010/0 دیدگاه /در ICA, الگوریتم رقابت استعماری - ICA /توسط admin

1 – مقدمه

1-1 هدف و اهميت مسئله:
بهينه‌سازي اهميت زيادي در بسياري از شاخه‌هاي علوم دارد. به عنوان مثال فيزيک‌دانها، شيمي‌دانها، و مهندسان علاقه دارند تا يک طرح بهينه براي طراحي يک پروسه شيميايي به کار برند و محصول توليد شده را با داشتن شروطي مثل هزينه و آلودگي کم، بيشينه کنند. همچنين در برازش غير خطي مدل و منحني نيز، به نوعي به بهينه‌سازي، نياز داريم. اقتصاددانان و تحقيق‌کنندگان در عمليات نيز بايد جايابي بهينه منابع در جامعه و صنعت را پيدا کنند. روشهاي مطرح شده براي بهينه‌سازي مي‌توانند در دو دسته عمده طبقه‌بندي شوند؛ بهينه‌سازي محلي و بهينه‌سازي فراگير يا عام.براي بهينه‌سازي عام، اغلب از روش‌هاي تکاملي استفاده مي‌شود. اين الگوريتم‌ها شامل الگوريتم‌هاي ژنتيک، بهينه‌سازي گروه ذرات، بازپخت شبيه‌سازي شده و… مي‌باشند. الگوريتم‌هاي ژنتيک شناخته‌شده‌ترين الگوريتم‌هاي تکاملي هستند. قواعد اساسي الگوريتم ژنتيک براي اولين بار در سال 1962 توسط هالند معرفي گرديد و تا به امروز کاربردهاي فراواني در بهينه‌سازي توابع و شناسايي سيستم پيدا کرده‌اند. آنچه که واضح است اين است که تکامل فکري و فرهنگي بشر بسيار سريع‌تر از تکامل جسمي و ژنتيکي او صورت مي‌پذيرد. بنابراين تکامل فرهنگي و ديدگاهي بشر نيز ناديده گرفته نشده و دسته‌اي از الگوريتم‌ها، موسوم به الگوريتم‌هاي فرهنگي معرفي شده‌اند. الگوريتم‌هاي فرهنگي در حقيقت يک دسته کاملاً جديد از الگوريتم‌ها نيستند. بلکه ايده‌ي اصلي اين است که اين الگوريتم‌ها با افزودن قابليت‌ تکامل فرهنگي (با افزودن امکان تبادل اطلاعات ميان اعضاي جمعيت) به الگوريتم‌هاي موجود، سرعت همگرايي آن‌ها را مطابق انتظار افزايش مي‌دهند.
با توجه به اين که اغلب روشهاي عمده و شناخته شده محاسبات تکاملي، شبيه‌سازي کامپيوتري فرايندهاي طبيعي و زيستي هستند، در اين نوشتار يک الگوريتم جديد در زمينه محاسبات تکاملي معرفي مي‌شود که بر مبناي تکامل اجتماعي و سياسي انسان پايه‌گذاري شده است.1-2 الگوريتم توسعه داده شده:
با در نظر گرفتن الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي مطرح شده، آن‌چه که قابل توجه است اين است که اغلب روش‌هاي بهينه‌سازي عام مطرح شده، شبيه‌سازي کامپيوتري فرايند‌هاي طبيعي هستند. شايد يک دليل براي اين کار، ملموس بودن و سادگي فرموله کردن و درک تکامل اين فرايند‌ها است. در نقطه مقابل، در ارائه‌ي الگويتم‌هاي بهينه‌سازي، علي‌رغم توجه به تکامل زيستي انسان و ساير موجودات (الگوريتم‌هاي ژنتيک و …)، به تکامل اجتماعي وتاريخي او به عنوان پيچيده‌ترين و موفق‌ترين حالت تکامل، توجه چنداني نشده‌ است. در اين طرح، يک الگوريتم الهام گرفته از تکامل اجتماعي انسان، براي بهينه‌سازي، توسعه داده شده است. الگوريتم جديد معرفي شده با الهام‌گيري از يک فرايند اجتماعي سياسي، نسبت به روش‌هاي مطرح شده داراي توانايي بالايي بوده و تا حد بسيار زيادي نيز، سريع مي‌باشد. شکل 1-1 شماي کلي الگوريتم توسعه داده شده موسوم به الگوريتم رقابت استعماري (ICA) را نشان مي‌دهد.الگوريتم توسعه داده شده، همانند ساير روش‌هاي بهينه‌سازي تکاملي، با تعدادي جمعيت اوليه شروع مي‌شود. در اين الگوريتم، هر عنصر جمعيت، يک کشور ناميده مي‌شود. کشور‌ها به دو دسته مستعمره و استعمار‌گر تقسيم مي‌شوند. هر استعمارگر، بسته به قدرت خود، تعدادي از کشور‌هاي مستعمره را به سلطه خود درآورده و آن‌ها را کنترل مي‌کند. سياست جذب و رقابت استعماري، هسته اصلي اين الگوريتم را تشکيل مي‌دهند. مطابق سياست جذب که به صورت تاريخي، توسط کشور‌هاي استعمارگري همچون فرانسه و انگليس، در مستعمراتشان اعمال مي‌شد، کشورهاي استعمارگر با استفاده از روش‌هايي همچون احداث مدارس به زبان خود، سعي در از خود بي خود کردن کشور مستعمره، با از ميان بردن زبان کشور مستعمره و فرهنگ و رسوم آن داشتند. در ارائه اين الگوريتم، اين سياست با حرکت دادن مستعمرات يک امپراطوري، مطابق يک رابطه خاص صورت مي‌پذيرد. شکل 1-2 اين حرکت را نشان مي‌دهد.

شكل ‏1 1: شماي کلي الگوريتم رقابت استعماري

شكل ‏1 2: حرکت مستعمرات به سمت امپرياليست (سياست جذب)

اگر در حين حرکت، يک مستعمره، نسبت به استمارگر، به موقعيت بهتري برسد، جاي آن دو با هم عوض مي‌شوند. در ضمن، قدرت کل يک امپراطوري به صورت مجموع قدرت کشور استعمارگر به اضافه درصدي از قدرت ميانگين مستعمرات آن تعريف مي‌شود. يعني

$T.C{._n}\, = \,Cost(imperialis{t_n})\, + \xi \,mean\{ Cost(colonies\,of\,empir{e_n})\}$

همانگونه که قبلاً نيز بدان اشاره شد، رقابت استعماري، بخش مهم ديگري از اين الگوريتم را تشکيل مي‌دهد. در طي رقابت استعماري، امپراطوري‌هاي ضعيف، به تدريج قدرت خود را از دست داده و به مرور زمان با تضعيف شدن از بين مي‌روند. رقابت استعماري باعث مي‌شود که به مرور زمان، به حالتي برسيم که در آن تنها يک امپراطوري در دنيا وجود دارد که آن را اداره مي‌کند. اين حالت زماني است که الگوريتم رقابت استعماري با رسيدن به نقطه بهينه تابع هدف، متوقف مي‌شود. شکل 1-3 زير شماي کلي رقابت استعماري را نشان مي‌دهد.

شكل ‏1 3: شماي کلي رقابت استعماري

1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده:
الگوريتم توسعه داده شده، در وهله اول با داشتن يک ديدگاه کاملاً نو به مبحث بهينه‌سازي، پيوندي جديد ميان علوم انساني و اجتماعي از يک سو و علوم فني و رياضي از سوي ديگر، برقرار مي‌کند. ارتباط ميان اين دو شاخه از علم به گونه‌اي مي‌باشد که غالباً رياضيات به عنوان ابزاري قوي و دقيق در خدمت علوم انساني کلي نگر قرار گرفته و به درک و تحليل نتايج آن کمک مي‌کند. اما الگوريتم توسعه داده شده بر خلاف معمول، نقطه‌ي قوت علوم انساني و اجتماعي، يعني کلي‌نگري و وسعت ديد آن را به خدمت رياضيات درآورده و از آن به عنوان ابزاري براي درک بهتر رياضيات و حل بهتر مسائل رياضي استفاده مي‌کند. بنابراين حتي بدون در نظر گرفتن قابليت‌هاي رياضي و عملي روش توسعه داده شده، پيوند ايجاد شده ميان اين دو شاخه به ظاهر جدا از هم، به عنوان يک پژوهش ميان رشته‌اي، در نوع خود داراي ارزش بسياري مي‌باشد.

مزاياي الگوريتم اجتماعي پيشنهادي را مي‌توان به صورت زير خلاصه کرد.

نو بودن ايده‌ي پايه‌اي الگوريتم: به عنوان اولين الگوريتم بهينه‌سازي مبتني بر يک فرايند اجتماعي‌ـ‌سياسي
توانايي بهينه‌سازي هم‌تراز و حتي بالاتر در مقايسه با الگوريتم‌هاي مختلف بهينه‌سازي، در مواجهه با انواع مسائل بهينه‌سازي
سرعت مناسب يافتن جواب بهينه

1-4 ساختار متن
در اين نوشتار ابندا در فصل دوم مروري بر بهينه‌سازي و روشهاي مطرح شده براي حل مسائل بهينه‌سازي خواهيم داشت. سپس در فصل سوم الگوريتم معرفي شده بيان شده و جزيئات و نحوه پياده‌سازي آن مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در فصل چهارم نيز نمونه‌اي از مسائل حل شده توسط الگوريتم معرفي شده را خواهيم ديد و در نهايت در فصل پنجم، نتيجه‌‌گيري و بررسي مزايا و معيب الگوريتم و پيشنهادات براي ادامه کار را خواهيم داشت. در پيوست هاي 1 و 2 نيز به ترتيب در مورد جعبه ابزار تهيه شده و خلاصه مقالات استخراج شده‌ مطالبي را خواهيم داشت.

_______________________________________________

آنچه مطالعه کردید، بخشی از متن آموزشی جامعی در مورد الگوریتم رقابت استعماری بود که بر روی سایت “الگوریتم رقابت استعماری و بهینه سازی تکاملی” قرار گرفته است. این متن آموزشیکه توضیحات مفصلی را در موردلگوریتم رقابت استعماریدر اختیار می کذارد، در حقیقت بخشهایی نسبتاً کامل از یک پایان نامه در مورد این الگوریتم می باشد. در ادامه فهرست کامل مطالب این متن آموزشی آمده است. برای مشاهده هر بخش می توانید روی عنوان آن بخش کلیک کنید.

فهرست مطالب متن آموزشی الگوریتم رقابت استعماری
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)

چکیده

فصل 1 مقدمه
1-1 هدف و اهميت مسئله
1-2 الگوريتم توسعه داده شده
1-3 مزاياي الگوريتم توسعه داده شده
1-4 ساختار نوشتار

فصل 2 بهينه‌سازي و روشهاي موجود
2-1 انواع مسائل بهينه‌سازي
2-2 روش‌هاي بهينه‌سازي کمينه‌جو
2-2-1 بهينه‌سازي تحليلي
2-2-2 جستجوي خط
2-2-3 روش‌هاي نيوتوني
2-2-4 روش کاهشي نِلدِر ـ ‌ميد با اشکال غير مرکب
2-3 الگوريتم‌ ژنتيک
2-4 الگوريتم بازپخت شبيه‌سازي شده
2-5 بهينه‌سازي گروه ذرات
2-6 کلوني مورچه‌ها
2-7 برنامه‌ريزي ژنتيک

فصل 3 استراتژي بهينه‌سازي مبتني بر تکامل اجتماعي‌ـ‌سياسي
3-1 مقدمه
3-2 مروري تاريخي بر پديده استعمار
3-2-1 هند
3-2-2 مالزي
3-2-3 هندوچين فرانسه
3-2-4 هند شرقي (اندونزي)
3-3 الگوريتم پيشنهادي
3-3-1 شکل دهي امپراطوري‌هاي اوليه
3-3-2 مدل‌سازي سياست جذب: حرکت مستعمره‌ها به سمت امپرياليست
3-3-3 جابجايي موقعيت مستعمره و امپرياليست
3-3-4 قدرت کل يک امپراطوري
3-3-5 رقابت استعماري
3-3-6 سقوط امپراطوري‌هاي ضعيف
3-3-7 همگرايي
3-4 مثال کاربردي
3-5 نتيجه‌گيری
3-6 توابع هزينه مورد استفاده

فصل 4 پياده‌سازي هاي انجام شده
4-1 استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه
4-1-1 کنترل‌کننده PID
4-1-2 طراحي کنترل‌کننده PID بهينه توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-1-3 نتيجه‌گيري
4-2 استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير
4-2-1 مقدمه
4-2-2 کنترل‌کننده PID براي فرايند چند متغيره
4-2-3 نتايج شبيه‌سازي
4-2-4 نتيجه‌گيري
4-3 الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش
4-3-1 يک بازي غير خطي استاتيک ساده
4-3-2 يک بازي با پيچيدگي بيشتر
4-4 طراحي بهينه آنتهاي آرايه‌اي
4-5 استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي
4-5-1 مقدمه
4-5-2 توصيف مسئله معکوس
4-5-3 حل مسئله معکوس توسط الگوريتم رقابت استعماري
4-5-4 نتيجه‌گيری
4-6 کنترل فازي اتومبيل
4-6-1 مدل اتومبيل
4-6-2 نتايج

فصل 5 خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

فصل 6 مراجع

لازم به ذکر است که فایل PDF جامعتر این متن آموزشی نیز بر روی سایت در این لینک (کلیک کنید) قرار گرفته است. توصیه می شود پس از مطالعه بخش مربوطه در وبسایت، در صورت تمایل متن فایل PDF را نیز مطالعه نمایید.

نکتهدیگر قابل ذکر این است که الگوریتم رقابت استعماری در حال حاضر درنسخه های مختلف و با تغییراتی نسبت به نسخه اولیه آن توسط دانشجویان و محققین حوزه بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرد. متن آموزشی ارائه شده بر روی سایت ورژن اولیه و نسخه ابتدایی الگوریتم رقابت استعماری می باشد. برای آشنایی با نسخه های جدیدتر الگوریتم می توانید به برخی از مقالات ارائه شده بر روی سایت مراجعه نمایید.

_____________________________________________

نظرات شما در انتهای این پست برای سایر خوانندگان، بسیار مفید خواهد بود. می توانید نظر خود را با اکانت سرویس های مختلف و یا به عنوان ناشناس در این پست درج نمائید.

صرف زمان برای یادگیری اتلاف زمان نیست. سرمایه گذاری زمانی است.

____________________________________

فیلم های آموزشی در زمینه هوش مصنوعی و برنامه نویسی متلب

متن آموزشی: فصل 5 — خلاصه، نتيجه‌گيري و پيشنهادات

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-6 — کنترل فازي اتومبيل با استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-5 — استفاده از الگوريتم رقابت استعماري براي شناسايي ويژگي مواد از آزمون فرورفتگي

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-2 — استفاده از الگوريتم رقابت امپرياليستي براي طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره براي سيستم صنعتي ستون تقطير

متن آموزشی: فصل 4 – بخش 4-3 — الگوريتم رقابت استعماري؛ ابزاري براي يافتن نقطه تعادل نش

متن آموزشی: فصل 4- بخش 4-1 — استفاده از الگوريتم معرفي شده براي طراحي يک کنترل‌کننده PID بهينه

متن آموزشی: فصل 3 – بخش 3-4 — مثال کاربردي و بخش 3-5 — نتیجه گیری و بخش 3-6 — توابع مورد استفاده

متن آموزشی: فصل 3 – بخش 3-3 — الگوريتم رقابت استعماری

متن آموزشی: فصل 3 – بخش های 3-1 — مقدمه و 3-2 — مروري تاريخي بر پديده استعمار

متن آموزشی: فصل 1 — مقدمه

لینک های جالب

صفحات

دسته ها

بایگانی