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http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ADLLT3| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Análise experimental de operadores de recombinação para o algorítimo de evolução diferencial |
| Authors: | Moises de Matos Botelho |
| First Advisor: | Felipe Campelo França Pinto |
| First Referee: | Lucas de Souza Batista |
| Second Referee: | Rodney Rezende Saldanha |
| Abstract: | A busca por melhores resultados é um dos objetivos constantes da engenharia, o que leva a um grande interesse no desenvolvimento de técnicas de otimização eficientes, que possibilitem a solução rápida e efetiva de problemas. Dentre os diversos métodos utilizados para asolução de problemas de otimização em engenharia, os algoritmos evolutivos (AEs) são amplamente utilizados. Destes, o método de Evolução Diferencial (DE) tem demonstrado um ótimo desempenho em problemas contínuos de pequena e média escala, oferecendo um balanço interessante de simplicidade de implementação e qualidade das soluções encontradas. Assim como a maioria dos AEs, o desempenho do DE é fortemente influenciado pelos tipos de operadores de recombinação e mutação utilizados, bem como pelos valores atribuídos às constantes do algoritmo. Este trabalho apresenta uma investigação sistemática dos efeitos de dezesseis operadores de recombinação para espaços de codificação real no desempenho dométodo de Evolução Diferencial. Uma notação unificada dos operadores em termos de operações matemáticas na forma vetorizada é apresentada, e uma implementação padronizada destesé apresentada na forma de um pacote computacional em linguagem R. Com isto, espera-se simplificar a análise das semelhanças e diferenças entre os operadores, bem como a compreensãodo seu efeito sob uma população de soluções candidatas. Pretende-se também proporcionar uma plataforma na qual futuros operadores possam ser incorporados e avaliados. A comparação experimental dos operadores de recombinação investigados neste trabalho é realizada utilizando vinte e oito problemas de teste, e os resultados são utilizados para discutir possíveis direções promissoras no desenvolvimento de operadores melhorados para o método de evolução diferencial. Os resultados desta comparação sugerem a utilização de operadoresde recombinação até o momento não associados ao método de Evolução Diferencial como forma de melhorar o desempenho esperado deste algoritmo em problemas de 5 e 20 dimensões. |
| Abstract: | The search for improved solutions is a constant goal in all fields of engineering. Consequently, there is a great interest in the development of robust and efficient optimization techniques, to enable the solution of a wide range of problems in a fast and effective fashion. Amongst the algorithms commonly employed for the solution of optimization problems in engineering, Evolutionary Algorithms (EAs) are widespread across several disciplines. More specifically, the method known as Differential Evolution (DE) has yielded good performance for continuous optimization problems, particularly in low-dimensional spaces, and representsan interesting balance between simplicity of implementation and quality of the solutions found. As is the case with the vast majority of EA approaches, the performance of DE is strongly influenced by the specific variation operators (recombination and mutation) employed, aswell as by the values used for the algorithm parameters. This work presents a systematic investigation of the effects of sixteen recombination operators for real-coded spaces on the performanceof differential evolution. A unified notation is adopted for all operators, based on vector operations, and a modular, standardized implementation is presented in the form of an open-source package in R. The goal is to simplify the analysis of similarities among different operator variants, as well as the understanding of their effects on a population of candidate solutions. Another objective is to provide a standardized platform for the development and evaluation of new operators for Differential Evolution. To investigate and compare the performance of the recombination operators investigated in this work, a 28-problem benchmark set is used with dimensions 5 and 20. The results are discussed in terms of promising directions for the development of new operators for DE. The results also suggest that some recombination variants so far unused in the DE literature may be recommended in terms of improving the expected performance of the algorithm in problems of the two dimensions tested. |
| Subject: | Engenharia elétrica |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ADLLT3 |
| Issue Date: | 15-Jul-2016 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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