智能優(yōu)化算法IOA引論P(yáng)PT課件

1、智能優(yōu)化算法(IOA)引論Intelligent Optimization Algorithms謝 廣 明北京大學(xué) 系統(tǒng)與控制研究中心2005 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期2自我介紹副教授隸屬一般力學(xué)教研室 動(dòng)力學(xué)與控制 對(duì)力學(xué)一竅不通從事控制理論與機(jī)器人科學(xué)研究 復(fù)雜系統(tǒng)、智能控制、仿生機(jī)器人清華畢業(yè) 不要當(dāng)面向我鄙視清華 2001年來(lái)北大首次給本科生開課 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期3自我介紹聯(lián)系方式X（推薦）62765448(O學(xué)樓232房間歡迎大家和我交流希望合作愉快 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期4引

2、子科學(xué)技術(shù)科學(xué)技術(shù)正處多學(xué)科相互交叉、相互滲透的時(shí)代.單一學(xué)科發(fā)展已經(jīng)失去生氣力學(xué)：新生的希望在哪里？真正的生長(zhǎng)點(diǎn)之一來(lái)自于學(xué)科交叉單一學(xué)科無(wú)法解決：機(jī)器人新的領(lǐng)域容易出成果：創(chuàng)造新名詞它山之石可以攻玉：換一種思路 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期5引子復(fù)雜性科學(xué)與技術(shù)復(fù)雜性科學(xué)與技術(shù)是當(dāng)前幾乎各個(gè)學(xué)科的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)實(shí)際系統(tǒng)是復(fù)雜的：簡(jiǎn)化不能太多性能要求是復(fù)雜的：馬要跑且少吃草且多負(fù)重控制手段是復(fù)雜的：軟硬兼施分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的各個(gè)環(huán)節(jié)都變得越來(lái)越復(fù)雜 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期6引子怎么叫復(fù)雜？一個(gè)已經(jīng)用爛的詞匯各個(gè)學(xué)科都提出自己的定義 為什么？好像

3、不研究復(fù)雜就沒(méi)有與時(shí)具進(jìn)科學(xué)必須面對(duì)的研究對(duì)象現(xiàn)有的技術(shù)不足以解決新的問(wèn)題沒(méi)有捷徑，無(wú)法繞過(guò)挑戰(zhàn)=機(jī)遇 如何定義復(fù)雜？并沒(méi)有研究清楚，沒(méi)有公論本身就是一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期7引子優(yōu)化問(wèn)題優(yōu)化問(wèn)題本質(zhì)上就是 - 選 擇無(wú)時(shí)無(wú)處不在選擇最有用的課程選擇最容易過(guò)的課程選擇最容易過(guò)且最有用的課程 exist?選擇最中意的她（他）規(guī)劃一個(gè)完美的人生 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期8引子優(yōu)化問(wèn)題優(yōu)化問(wèn)題分類靜態(tài)/動(dòng)態(tài)單目標(biāo)/多目標(biāo)合作/對(duì)抗封閉/開放離線/在線 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期9引子優(yōu)化優(yōu)化技術(shù)是一種以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ),

4、用于求解各種問(wèn)題優(yōu)化解的應(yīng)用技術(shù), 是一個(gè)重要的科學(xué)分支，在諸多工程領(lǐng)域得到迅速推廣和應(yīng)用.始終要研究的對(duì)象，總要面臨新的挑戰(zhàn) by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期10引子什么叫智能？為什么要智能？又一個(gè)已被用爛的詞匯智能控制，智能材料，智能建筑，智能算法，智能。幾乎每個(gè)名詞，都可以冠以智能做為修飾詞北大第一個(gè)成立-智能科學(xué)系我們這里成立智能控制實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有公認(rèn)的定義倍受關(guān)注，充滿誘惑 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期11引子復(fù)雜世界中的智能選擇現(xiàn)象 自然界和人類社會(huì)所面臨的都是一些很復(fù)雜的對(duì)象，要處理的問(wèn)題都是一些很復(fù)雜的問(wèn)題，但是往往的結(jié)果是自然界或人們?nèi)匀荒軌蛲?/p>

5、過(guò)一定的機(jī)制，做出比較滿意的選擇，這就是所謂的智能物種進(jìn)化螞蟻覓食體操運(yùn)動(dòng)員掌握復(fù)雜動(dòng)作 這些是怎么做到的？如何實(shí)現(xiàn)的？能否一般化，推而廣之？于是就提出了。 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期12引子智能優(yōu)化算法（Intelligent Optimal Algorithm, IOA） 通過(guò)模擬或揭示某些自然現(xiàn)象或過(guò)程而得到發(fā)展, 其思想和內(nèi)容涉及數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)等, 為解決復(fù)雜問(wèn)題提供了新的思路和手段, 引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視并掀起了該領(lǐng)域的研究熱潮. 研究成果相當(dāng)豐富, 本課程結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究成果, 從理論、技術(shù)和應(yīng)用幾方面進(jìn)行闡述和討論. by 謝廣

6、明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期13引子智能優(yōu)化算法（Intelligent Optimal Algorithm, IOA） 遺傳算法 進(jìn)化規(guī)劃 模擬退火算法 禁忌搜索算法 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法 免疫算法 混沌規(guī)劃 螞蟻算法 粒子群算法 。 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期14課程內(nèi)容優(yōu)化問(wèn)題與優(yōu)化算法概述各種IOA及其簡(jiǎn)單應(yīng)用 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期15課程目標(biāo)：知識(shí)層面了解幾種IOA的形成發(fā)展過(guò)程、主要特點(diǎn)、適用范圍掌握幾種IOA的基本原理、基本流程掌握幾種IOA的簡(jiǎn)單應(yīng)用 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期16課程目標(biāo)：能力層面運(yùn)用matlab，C, Java等基本編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)幾種IOA的核心流程文獻(xiàn)檢索、搜集、整理、閱讀撰寫技術(shù)報(bào)告和學(xué)術(shù)論文表述學(xué)術(shù)報(bào)告 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期17課程目標(biāo)：思想層面對(duì)科研到底怎么進(jìn)行的有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，為下一步選擇增加參考依據(jù)激發(fā)創(chuàng)造性，理解創(chuàng)新精神，甚至提出新的IOA by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期18授課形式聽(tīng)講結(jié)合 教師講授基本內(nèi)容來(lái)拋磚引玉 學(xué)生自己查文獻(xiàn)匯報(bào)新的進(jìn)展學(xué)用結(jié)合 課上學(xué)習(xí)討論 課下進(jìn)行實(shí)踐 by 謝廣明 ， 20052006學(xué)年度第一學(xué)期19課程要求No筆試書面和口頭報(bào)告 完成一個(gè)詳細(xì)的技術(shù)報(bào)告，