遺傳算法在DNA計(jì)算中的研究與應(yīng)用.pdf

1、DNA計(jì)算是一門新的科學(xué)領(lǐng)域，雖然目前還處在剛剛起步的階段，但是已經(jīng)成為一個(gè)極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的生物科學(xué)研究的前沿領(lǐng)域。DNA計(jì)算的基本原理是：首先利用DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)和堿基互補(bǔ)配對(duì)原則進(jìn)行信息編碼，將所要處理的問(wèn)題映射成為特定的DNA分子片段；其次在生物酶的作用下，通過(guò)可控的生化反應(yīng)生成問(wèn)題的解空間；最后利用各種生物技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)并且獲得運(yùn)算的結(jié)果。遺傳算法是一種模擬生物進(jìn)化過(guò)程與機(jī)制求解問(wèn)題的自組織、自適應(yīng)的人工智能技術(shù)，以生物進(jìn)化論

2、和遺傳變異理論作為基礎(chǔ)。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法存在的不足：當(dāng)需要解決的優(yōu)化問(wèn)題的參數(shù)變量是連續(xù)變量時(shí)，使用傳統(tǒng)的二進(jìn)制編碼技術(shù)會(huì)導(dǎo)致在編碼長(zhǎng)度與計(jì)算精度之間很難達(dá)到平衡；在標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法中交叉算子、變異算子是固定不變的，會(huì)對(duì)遺傳算法的運(yùn)行效率造成很大的負(fù)面影響；標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法局部搜索能力較弱，容易陷入局部最優(yōu)解。在DNA計(jì)算中充當(dāng)載體的DNA分子攜帶了豐富的遺傳信息，能夠促進(jìn)遺傳算法更好的模擬生物的遺傳規(guī)律和基因調(diào)控機(jī)理，改善遺傳算法的性能。提出

3、一種建立在DNA編碼的遺傳模型基礎(chǔ)上的遺傳算法即DNA-GA算法，并且在算法的操作過(guò)程中改進(jìn)交叉算子和變異算子，使得DNA-GA算法能夠更好的解決各種復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題。在問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜化的今天，對(duì)于控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。將提出的這種新型的DNA-GA算法用于對(duì)控制系統(tǒng)中的PID控制器參數(shù)優(yōu)化整定，通過(guò)對(duì)典型的PID控制器參數(shù)優(yōu)化整定的仿真計(jì)算和對(duì)比研究，驗(yàn)證了所提算法相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的優(yōu)越性與有效性，得到的控制參數(shù)能夠更好的應(yīng)用于控