Download
1 / 34
740 likes | 1.39k Views
Imperialist Competitive Algorithm الگوریتم رقابت استعماری. علی مساح استاد راهنما : دکتر میرزایی دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر زمستان 90. فهرست مطالب. مقدمه مروري بر پديده استعمار مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار مفاهیم اولیه الگوریتم رقابت استعماری
E N D
Imperialist Competitive Algorithmالگوریتم رقابت استعماری علی مساح استاد راهنما : دکتر میرزایی دانشگاه صنعتی اصفهان دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر زمستان 90
فهرست مطالب • مقدمه • مروري بر پديده استعمار • مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار • مفاهیم اولیه الگوریتم رقابت استعماری • شمای کلی الگوریتم رقابت استعماری • مراحل مختلف الگوریتم رقابت استعماری • مثال • کاربرد
مقدمه • الگوريتم هاي بهينه‌سازي الهام گرفته از طبيعت موفق بوده‌اند. • ICA يک استراتژي جديد بر مبناي تکامل اجتماعي سياسي انسان است. • بطور دقيق منبع الهام اين الگوريتم مدلسازی ریاضی فرايند اجتماعي – سياسي - تاریخی پديده استعمار است. • اسماعیل آتش پز گرگری – دکتر کارو لوکس - 1387
مروري بر پديده استعمار • استعمار: سياست توسعه قدرت و نفوذ يک کشور در حوزه خارج از قلمرو آن • مستقیم: حضور فیزیکی - قانونگذاري مستقيم – تعیین حاکم • غیر مستقیم (استعمار نو): کنترل کالاها و مواد خام و بازار • هدف • استفاده از منابع زميني، انساني و سياسي • جلوگيري از نفوذ کشور استعمارگر رقيب • نتیجه • رشد و توسعه کشورهاي استعمارگر از لحاظ سياسي، نظامي و اقتصادي • پیشرفت اجباری مستعمره در زمينه‌هاي اقتصادي، اجتماعي، فرهنگیو انساني
مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار • هند • طعمه امپرياليست‌هاي رقيب، بريتانياو فرانسه • بخش‌هايي از هند مستقيماً تحت حاکميت بريتانيا بود و بر بخش‌هاي ديگر، شاهزادگان هند با نظارت بريتانيا، حکومت مي‌کردند • تاسيس مدارس انگليسي‌زبان و احداث جاده، راه آهن و خط تلگراف • اصلاح رسوم اجتماعي که در مقايسه با معيار‌هاي غربي نادرست تلقي مي‌شدند • مالزي • حاکميت بريتانيا بر مالزي، غير مستقيم، و از طريق حکام بومي موسوم به سلطان • الغاي برده‌داري، احداث راهها، خطوط آهن، مدارس و برقراري نظام جديد بهداشتي
مثالهایی تاریخی از پدیده استعمار(ادامه) • ويتنام • فرانسه سياست دو محوري "جذب" و "همراهي" را تعقيب مي‌کرد. • جذب: ايجاد فرانسه جديد از طريق تأسيس مدارس و توسعه زبان و رسوم فرانسوي • همراهی: مقامات فرانسوي مقيم، از نزديک دستگاه اداري را سرپرستي مي‌کردند. • احداث جاده و خطوط آهنو تسهيلات آموزشي و بهداشت عمومي مدرن • اندونزي • سياست پدر سالارانه هلنديها: تعهد اخلاقي در قبال مردم بومي و بهبود وضعيت رفاهي آنها مثل تاسيس مدارس ابتدايي دولتي وحمايت از مردم عادي • هلند بر خلاف فرانسه و بریتانیا، فرهنگ غربي رابه مردم بومي تحمیل نکرد.
مفاهیم اولیه الگوریتم رقابت استعماری • کشور: جوابهای ممکن مساله • استعمارگر Imperialist • مستعمره Colony • قدرت هر کشور: • امپراطوری: هر استعمارگر با مستعمراتش • قدرت امپراتوری: • 0< ξ <1 • سیاست جذب: امپراطوری تلاش می کند مستعمراتش را به سمت خود بکشد.
….. فرهنگ سياست اقتصادي زبان مذهب تشکيل امپراطوري هاي اوليه • ایجادNcountry کشور به صورت آرایه ای تصادفی با ابعاد 1×Nvar • به دنبال بهترين کشور هستيم يعني بهترين دسته پارامترهاي مسئله • تعداد NImp از بهترین کشورها استعمارگر و NCol کشور باقیمانده مستعمره هستند.
تشکيل امپراطوري هاي اوليه (ادامه) • متناسب با قدرت هر استعمارگر تعداد مستعمرات آن تعیین می شود. • هزینه نرمالیزه هر استعمارگر: Cn = max{ci}-cn • قدرت نسبي نرماليزه‌ي هر استعمارگر: • تعداد اولیه مستعمرات هر استعمارگر
سیاست جذب • استعمارگران تلاش می کردند مستعمرات را به سمت خود بکشانند.
سیاست جذب (ادامه) • سیاست جذب همواره با انحرافاتی همراه بوده.
انقلاب • تغییرات ناگهانی و تصادفی در موقعیت یک کشور
تعويض مستعمره و استعمارگر • در طول تاريخ بسياري از امپراطوريها سقوط کرده و امپراطوريهاي ديگري جايگزين آنها شده اند. • اگر کشوری در نتیجه سیاست جذب و یا انقلاب در وضعیتی بهتر از استعمارگر خود قرار گیرد جای آن را می گیرد.
رقابت استعماري • امپراطوري ها براي تصاحب مستعمرات همديگر، در حال رقابت بودند. • يکي يا چند تا از ضعيف‌ترين مستعمرات ضعيف‌ترين امپراطوري را برداشته و براي تصاحب آنها رقابتي ميان امپراطوريها ايجاد مي‌کنيم. • امپراطوری های قویتر قدرت تصاحب بیشتری دارند. • اگر یک امپراطوری نتواند قدرت خود را افزایش دهد و در جریان رقابت با سایر امپراطوری ها مستعمرات خود را از دست بدهد، حذف خواهد شد.
رقابت استعماري (ادامه) • از روي هزينه کل امپراطوري، هزينه کل نرماليزه شدهآن (قدرت کل هر امپراطوری) را حساب مي‌کنيم. • احتمال (قدرت) تصاحب مستعمره موردرقابت، توسط هر امپراطوري، محاسبه مي‌شود. • با استفاده از چرخ رولت یا مکانیزم پیشنهادی مستعمره مورد رقابت را با احتمال متناسب با قدرت امپراطوريها در اختيار يکي از آنها قرار می دهیم.
مکانیزم پیشنهادی برای تصاحب مستعمره • بردارPرا از روي مقادير احتمالتصاحب امپراطوريها تشکيل ميدهيم. • بردار R، همسايز با Pرا با آرایه هایی از اعدادي تصادفي با توزيع يکنواخت در بازه [0,1] را تشکيل ميدهيم. • سپس بردار Dرا به صورت زير تشکيل ميدهيم. • مستعمره را به امپراطوري ميدهيم که انديس آن در بردار Dبزرگتر باشد.
سقوط امپراطوريهاي ضعيف • امپراطوری که تمام مستعمرات خود را از دست بدهد حذف خواهد شد.
روند کلی الگوریتم رقابت استعماری • انتخاب چند نقطه تصادفی و تشکیل امپراطوریهای اولیه • حرکت دادن مستعمرات به سمت امپراطوری ها (سیاست جذب) • اعمال عملگر انقلاب با احتمالی کم • جابجایی مستعمرات قویتر از استعمارگر با استعمارگر • محاسبه هزينه‌ي کل هر امپراطوري • انتخاب يک (یا چند) مستعمره از ضعيف‌ترين امپراطوري و انتساب آن به امپراطوري‌اي که بيشترين احتمال تصاحب را دارد • حذف امپراطوريهاي ضعيف • اگر تنها يک امپراطوري باقي مانده باشد، توقف کن وگرنه به 2 برو.
مثال (ادامه) • 80کشور شامل 8 استعمارگر و 72 مستعمره امپراطوری های اولیه را می سازند.
مثال (ادامه) • در نسل دهم چهار امپراطوری سقوط کرده اند
مثال (ادامه) • در نسل 30، تنها 2 امپراطوري زنده‌اند و بقيه‌ي آنها سقوط کرده‌اند.
مثال (ادامه) • در نسل 33، همه‌ي امپراطوريها به جز يکي، سقوط کرده اند و الگوریتم همگرا شده
کاربرد • طراحي يک کنترل‌کننده PIDبهينه • شناخته شده‌ترين و پرکاربردترين مکانيزم فيدبکدر کنترل پروسه‌هاي صنعتي • جمعیت اولیه شامل 6 استعمارگر و 60 کشور
کاربرد (ادامه) امپراطوريها در نسل 30ام؛ دو امپراطوري سقوط کرده امپراطوريها در نسل 50ام؛ تنها 2 امپراطوري زنده‌اند
کاربرد (ادامه) هزينه‌ي مينيمم و ميانگين بر حسب تکرار در الگوریتم رقابت استعماری هزينه‌ي مينيمم بر حسب تکرار در الگوريتم ژنتيک
کاربرد (ادامه) • استفاده از الگوريتم رقابت استعماری در طراحي کنترل‌کننده PID چند متغيره • هزينه مينيمم ICA و GA را بر حسب تکرار نسل
کاربرد (ادامه) • طراحي بهينه آنتنهاي آرايه‌اي
منابع • اسماعیل آتش پز گرگری، توسعه الگوریتم بهینه‌سازی اجتماعی و بررسی کارایی آن، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه تهران، ۱۳۸۷ • EsmaeilAtashpazGargari,FarzadHashemzadeh, Caro Lucas, “Colonial Competitive Algorithm: A Novel Approach for PID Controller Design in MIMO Distillation Column Process”, International Journal of Intelligent Computing and Cybernetics, 2008 • A. Biabangard-Oskouyi, E. Atashpaz-Gargari, N. Soltani and C. Lucas, “Application of Imperialist Competitive Algorithm for Material Properties Characterization from Sharp Indentation Test”, International Journal of Engineering Simulation (IJES) • EsmaeilAtashpazGargari & Caro Lucas, “Imperialist Competitive Algorithm: An Algorithm for Optimization Inspired by Imperialistic Competition”, 2007 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2007) • RaminRajabioun, EsmaeilAtashpaz-Gargari, Caro Lucas, “Colonial Competitive Algorithm as a Tool for Nash Equilibrium Point Achievement” , Springer LNCS, ICCSA 2008, Italy • EsmaeilAtashpazGargari, FarzadHashemzadeh, Caro Lucas, ” Designing MIMO PID Controller using Colonial Competitive Algorithm: Applied to Distillation Column Proces”, 2008 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2008)
با تشکر از توجه شما یخ فروشی را پرسیدند: فروختی؟ گفت: نخریدند ولی تمام شد!
