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.
(جهت مطالعه هر بخش روی آن کلیک کنید.)
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
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.
- مقالات انگلیسی الگوریتم رقابت استعماری (کلیک کنید)
- مقالات فارسی الگوریتم رقابت استعماری (کلیک کنید)
- پایان نامه های الگوریتم رقابت استعماری (کلیک کنید)
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.