background image

Algorytm Genetyczny 

Funkcja: 10*n + Suma[x^n -10*cos(2*pi*x)] od 1 do n 

Parametry funkcji: 

 

n  = 2 

 

<a; b> = -10; 10 

 

dx = 0.001 

 

Wyliczona liczba bitów:  15*n = 30 

Parametry populacji: 

 

p – ilość osobników 

 

h – ilość pokoleń 

 

pk – prawdopodobieństwo krzyżowania 

 

pm – prawdopodobieństwo mutacji 

oraz 

 

średnia ocena pokolenia – średnia z wartości funkcji celu dla wszystkich osobników danego 
pokolenia 

 

najlepszy osobnik populacji – najlepsza wartość funkcji celu jaka pojawiła się na przestrzeni 
pokoleń 

 

 

background image

Wpływ parametrów startowych populacji na średnią ocenę pokolenia 

 

Prawdopodobieństwo krzyżowania: 

 

Krzyżowanie osobników powoduje uśrednianie oceny populacji 

 

W przedziale od 0 do 100 pokolenia widać że niska szansa na krzyżowanie pozwala osiągnąć 
szybszy wzrost oceny populacji.  

 

Przedział od 500 do 1000 pokazuje zaś, że wysoki współczynnik krzyżowania zmniejsza 
fluktacje (wahania przypadkowe). 

 

Parametr ten powinien być dobierany do ilości pokoleń. 

 

 

1

10

100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Śr

e

d

n

ia

 oc

e

n

p

ok

ol

e

n

ia

 

p = 1000; h = 1000; pm = 0.05 

pk = 0.20

pk = 0.50

pk = 0.80

background image

 

Prawdopodobieństwo mutacji: 

 

Mutacja powoduje wprowadzanie losowych zaburzeń w genach osobników, przez co może 
stworzyć nowego osobnika o lepszym przystosowaniu. 

 

Współczynnik ten powinien być dobierany do wielkości populacji i ilości pokoleń. Dla 1000 
osobników 2,5% jest wartością silnie wpływającą (3 rzędy wielkości) na średnią ocenę 
populacji. 

 

Szansa mutacji równa 1,25% dała najlepsze rezultaty od 0 do 150 pokolenia. 

 

Wyłącznie mutacji powoduje jednostronne fluktacje. 

 

 

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Śr

e

d

n

ia

 oc

e

n

p

ok

ol

e

n

ia

 

p = 1000; h = 1000; pk= 0.50 

pm = 0.00

pm = 0.0125

pm = 0.025

pm = 0.05

background image

Przykładowe wyniki algorytmu z włączoną mutacją. 

 

 

Najlepsze wyniki oceny populacji i wartości funkcji najlepszego osobnika osiągnąłem dla wysokiego 
prawdopodobieństwa krzyżowania (80%) i niskiego prawdopodobieństwa mutacji (1%). 

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

p = 1000; h = 1000; pk= 0.80; pm = 0.01 

srednia ocena pokolenia

najlepszy osobnik populacji

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

p = 1000; h = 1000; pk= 0.60; pm = 0.02 

srednia ocena pokolenia

najlepszy osobnik populacji

background image

Przykładowe wyniki algorytmu z wyłączoną mutacją. 

 

Wyłącznie mutacji powoduje, że algorytm w 8 na 10 przypadków znajduje ocenę funkcji celu równą 
3,700008*10^-5 dla parametrów startowych podanych na początku sprawozdania. Mutacja nie 
większa niż 1% poprawia ten wynik, kosztem średniej oceny populacji. 

0,00001

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

p = 1000; h = 1000; pk= 0.80; pm = 0.00 

srednia ocena pokolenia

najlepszy osobnik populacji