Luận án tiến sỹ " Xây dựng, phát triển, ứng dụng một số mô hình kết hợp giữa mạng nơron (NN), logic mờ và thuật giải di truyền (GA) "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

256
lượt xem 98
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo tóm tắt Luận án tiến sỹ toán học " Xây dựng, phát triển, ứng dụng một số mô hình kết hợp giữa mạng nơron (NN), logic mờ và thuật giải di truyền (GA) " chuyên ngành đảm bảo toán học cho máy tính và các hệ thống tính toán.Giải thuật di truyền thường được ứng dụng nhằm sử dụng ngôn ngữ máy tính để mô phỏng quá trình tiến hoá của một tập hợp những đại diện trừu tượng (gọi là những nhiễm sắc thể) của các giải pháp có thể (gọi là những cá thể)...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sỹ " Xây dựng, phát triển, ứng dụng một số mô hình kết hợp giữa mạng nơron (NN), logic mờ và thuật giải di truyền (GA) "

--- -- B~I HQC Qu6c GIATHANHPH6 He, CHI MINH TRUC1NG B~I HQC KHOAHQC TV NHIEN LE HOANGTHAI xA Y DVNG, PHA T TRIEN, UNG DT,JNGMOT s6 MO H1NH KET H
Cong trlnh nay du'~c hoan thanh t~i: Khoa Cong ngh~ thong tin Tru'i'1ngD~i hQc khoa hQc tl! nhien Tp. H6 chi minh Ngu'i'1ihu'ang d1inkhoa hQc: TS. Tru'dng My Dung - DH KHTN TP.HCM GS.TS. Bili Doan Khanh - DH PARIS VI Phcin bi~n 1: GS.TS. Nguyen Lam - DH DL Van Lang TP.HCM Phan bi~n 2: PGS.TS. Tr~n Van H~o - DH Su' ph~m TP.HCM Phcin bi~n 3: PGS.TS. Nguyen Thanh Thuy - DH Bach khoa Ha ni)i Lu~n an se du'
A. GIdI THI~U LuAN AN Vi~c sit d\lng kj thuq.t t{nh roan mim trong tr{ rue nhdn t{lOb~t d~u du'
d\lng, d6 la hili Joan pMn loq.i mdu t6ng quat. Lu~n an d~ c~p hai lop bai toan cua ung d\lng nay: phdn logi mdu khOng mitt mat thOng tin: Chung thlfc m~u, phan lOp m~u va phlln [oq.imJu hi ml1'tmat thOng tin. Giiii 100 bai toaD vhan loai m~u khong: ma't mat thong: tin: Giiii lop bai loan chung thlfc m~u (phan bi~t THA TI GIA) b?ing mo hlnh ke't h
B. NQI DUNG LU~N AN Chu'dng 1 KET HQP cAc MO H1NH TfNH ToAN THONG MINH 1.1 ThuQt giai di truyin k~t help vui Logic mu Thuqt giai di truyin va Logic m?1c.o mQt vai diem chung va rieng. Ca hai ky thu~t d~u thich hQp vdi vi~c xu 19 bQ du li~u dung cho cac h~ tM/ng dOng phi tuytn. Su d\Jng hai ky thu~t nay giup cai tie'n hi~u su[t cua M tho'ng: t6i lIu ktt qua va t6e dO thlfe hi~n. H~ t/1(5ng11/() du'Qc dung de lu'u tru tri thuc cua chuyen gia vdi dIu truc thich h
khi t6n ti;limQt.s6 ht
1.5 M6 blnb ke't hqp ba ky tbu~t Di truyhr, Ndro", Mu giai bai toaD phlin lo~i mdu t6ng quat Be chi ra Hnh kha thi cua vi~c ke't h
(chu'dng 2). Dng d\mg thlfc te' cua phu'dng phap: Cht1ng thlfe Anh trlnh bay trong chu'dng 4 (ung d\mg 1). 1.5.3 Ke't hQ'p Di truyin- Ndron- Mll giiii bai loan phlln lup mau (XeQ) Xet bdi tadn pMn laf,limdu tdng qudt (m\lc 1.5.1) voi tnf(Jng hl;1pn nguyen dl/ung ba't ky. Tuy nhien, m\lc nay chi quaD Him de'n noh hu6og 1 (m\lc 1.5.1): PMn laf,limdu kltong mdt mdt thOng tin: X day drl d(ie trllng ~ XED. De giai quye't bai toaD, lu~n an d~ xua't b6n mo kink: mf,lng Ndran truyin thling biz lOp; mf,lng Ndran miY truy€n thling b6n tang (xem m\lc 2.2 thuQc chu'dng 2); Thu~t gidi di truyin kit h{1p ede 1/u;mgNClrantruy€n thllng ba lOp (xem m\lc 2.3 thuQc chu'dng 2); Thu~t gidi di truyin lien kit ede mf,lng Ndran miY (xem m\lc 3.1.6 thuQc chu'dng 3). Vi~c so sanh de chQn IQc mo kink ktt h{1plo't nhdl trong b6n mo hlnh tren du'l;1c minh hol.! trong ung d\lng thlfc te': Nh~n df,lngk:YIlf viti lay (ung d\lng 2, chu'dng 4). 1.5.4 M6 hloh ke't hQ'p Vi truyin- Ndron- Mll giiii bai loan philo lo~i mftu co m{(t mat th6ng tin (Xmnrtt~O) La bai loan phIlO lol.!im§u t6ng quat voi nnh hu6ng 2: PhIlo lol.!i m§u bi milt mat thOng tin Xmmtt~O. De giai quye't bai tmin, d~u tieD, phai ph\lC h6i Xmmtt ~ XphKh&i ao cho XphKh&ieO,r6i moi pMn v s lo~i Xph¥cj,&i 0;, ie {I, 2,..., n}. De ph\lC h6i m§u X, lu~n an d~ xua't v~ mo kink ke't hl;1pThUf)t gic1idi Iruyin- mf,lng Kahanen- Logic miY- bQ nhcJ kit h{1p (AM). M\lc 3.2.2 thuQc chu'dng 3 trlnh bay chi tie't mo hlnh d~ xua't nay. Sau khi ph\lc h6i, thu du'l;1cXphKM;eO. De phIlO lo~i XphK!1&i Oi, ie {I, 2,..., n}, chQn llfa tit b6n ky thu~ t phIlo lo~i v~ nhu' trong m\lc 3.2.2 thuQc chu'dng 3. Dng d\lng thlfc te' cua bai tmin: PMn laf,limdu van lay mdt md.t thOng tin (ung d\lng 3, chu'dng 4). 1.6 Tom t~t chu'dng 1 TEnhtadn thOng mink vdi n~n tang la cac ky thu~t Hnh tOaDm~m: ThutJ.tgidi di truyin, mf,lng Ndran nhan tf,la va Logic miY dii titng h} cM d€ nghien CUuva Om hieu tit kill Mt d4u chuyen nganh khoa hQc may tinh (tit Dam 1940). Chu'dng nay dii t6ng ke't mQt s6 nghien CUll dii co v€ vi~c ke't hc;lpqua l~i giii'a ba ky thu~t cua tfnh tadn thOng mink: Thu(1t gidi di lmy!n, mf,lng Ndran va Logic miY. D6ng tMi, gidi thi~u mQt s6 mo hini, ket h{1prieng (d~y du xin xem trong cac chu'dng 2,3 va 4 cua lu~n an). 6
Chu'dng 2 MQT so MO HINH KET H
M6i m§u du« "'.1 Hlnh 2.4 Bi8u di6n "mo" bien d5i giil tri a v~ mi~n (0, "" d. 3vte {D, ...,e) ta c6 BDM(a)=vt: JL",(a) = Max fIL,(a)}. 1.0 . Djnh nghia 2.3 (ma tr4n rut g(Jn) Cho trudc ma tr~n thO bi~u di€n m§u LALXKJ, Cho trudc kfch thudc hang M va kich thudc cQt N. Ma tr4n rut g(Jn bi~u di€n m~u LA'MXNJa I mQt RG trunK binh (Rut gQn trung blnh) CUR tr~n LALxKJ ao cho: ma s A;.J(,.O...M-I.J.O...N-I) =RGtrungbinh(A".){t = O..L-I,k = 0.. K-I { A;,Je{O,...,(2'" -I)} (Xem thu~t giai rut gQn trung blnh (Jdudi). Djnh nghia 2.4 (ma trq.n rut g(Jn nmiln) Cho trudc' ma tr~n nit gQn LA'MxNJ. a trq.n rut g(Jn "miln LBMxNJ M la mQt "bien adi mu"(djnh nghia 2.2) CUR ph~n tu A'iJCi=O"M-/;i=O"N-/) sao cho: , = BDM',J ( )( =D..M-I,} = D..N-I ) A',J i B',J(':O..M-I,J=O...N-I) { B',JE{O,...,e} ! Djnh nghia 2.5 (vee td a{le tr/ing) Cho trudc ma tr~n rut gQn "ma" LBMxNJ, We id d{ie trunK F CUR m§u la: F=(fO,fI,fZ,...,fMxN-l); trong d6, /;=B;div N,; modN;(;=O.,}.{xN-I)' Rutgon trung blnh(RGtrum!binh) L=M Tinh vAK=N? J L=L/2 LALxK K=KI2 --. trung l thOil ~ LA'A(XNJ blnhA'ij i=1..L T. T
Miu dang ky (A) va mill c!n chUng nh~n (X) d~u du'l;Icbi€u di~n l~i du'oi dillJ;lg vec td d~c tru'ng TAMxNva TXMxNthong qua cac bie'n hai d6i tit cac djnh nghia dii trlnh bay CIteen. Viln d~ con I~i la: xet xem XEnTH~T7Hay n6i dch khac phiH so khdp xem:TXMxN=TAMxN7 Luc nay, cdy nMn d{mg_n du'l;Icxay d1!ng vdi tieu chi xac djnh cay 1ft PIlat hi~n GIA. nhanh nhilt". Ghi djnh tieu chi du'
2.13 Thu~t gi:~itie-n hmi'Hm cliy nMn dll-ng_n t6i tfu Blnh ngbia 2.8 (cily nhQn dr,mg_n) Cho tru'de hai s5 nguyen du'dng n, L va P={O,...,e,v}L; P={*}uP. Cay nh~n dr,mgco dil rilng n teen P Ia bQ 4: A=:(V,E, e, 8). Trong d6: V Ia t~p dinh; E Ia t~p nba,nh; T Ia t~p cae d5i tu'Qngdn kiem tea (t~p n nut dich (g6m n nut hi », T~V; anh x
switch thOng ho
Thuat Iliai titn hoa xav dune mi2n cav nhtin dam: n to'i rtu (1) t:=O; (2) Khi'1it'!-oA(t)=(Ah Az,..., AM); (3) Trong khi (I>i~u ki~n ket thuc l~p 1(A(t»*True) - LU'
Mall x g6m 1 vec td (MQt lieu cM duy nhdt dank Kid X). MJu X g6m M vec td (X dll(/c dank Kid bifi M tieu cM). M\1c nay t~p trung tlm hi~u va giai quye't Ba.i loan phan lOp mJu X g6m 1 vec rd. Bai tmin d11'
t~ng thU' ba va thU' t\1' (M). Tf la ng\1'ong 16i eua m(,lng Ndron roo (FNN) (O
y~l : Ia d~u ra t~ng tha ba cua m~ng roo: daub gia d(}thu(}ccua miu hua'nluy~n k vao miu dich tha j. H~ qua 2.2 Cho K miu hua'n luy~n va T miu dich ban d~u. sfi Naron tfii da dlt
2.3 Thu4t gidi di truyill li@n k@'toh!~u m(lllg N(frOIfa: ll1gdQog eho U bai tmlo pMn lOp m4u (m4u g~m M vee td) 2.3.1 M6 hlnh bai tmlo Nhu mQc 2.2.1 dii trlnh b~y. bai tmio philo Idp m~u X khong ma't mat thOng tin duQc chia thanh hai ba.i loan con: Bai toall phan lop mdu X g6m 1 Vt1ctd (MQt tieu chEduy nhdt danh Kia X) va Bai roan phan lop mdu X g6m M vec td (X dlt{1cdanh Kia biJi M tieu ch£). MQc nay se t~p trung tlm hieu va giai quye't Bai roan phiin LOpmdu X g6m M vec (d. Bai loan nay duQC righlanhusau: djnh .. , nl. Cho!1 la mQt phan ho~ch cac {!1;, i Ell, 2, !1; *O) va m~u X = {xl = (x(, x;,...,xI}:xJ en, J = {I,...,M}} Xacdjnhie{l,n):Xe!1;. 2.3.2 Cae phu'dng philp li@ok@'tnhi~u m(l1JgN(froll Co hai phudng phap t5ng quat cho vi~c ke't hQp cua cac mr;mg Ndron: cach thU nha't d(ta VaGkj thu~t tuyln ch{Jn (p"ltl1ng phdp dem Borda), con cach thu hai d(ta VaGkj thuQt lien h{1p. Lu~n an tlm hieu phlt
2.3.3 Thu~t gbli di truy~n xac djnh h~ s6 tin c~y cho cae dilu ra CURtung m{lllg Ndron Trong qua trlnh tinh loan, ThUQtgidi di truyJn anh x~ khBng giRD giiii phap bai loan len t~p hl;1pcae chu6i, m6i chu6i biEu di€n mQt giiii phap ti~m Dang. Trong bai loan nay, mQt chu6i phiii ma bOa nxM thRill 56 gia trj thlfc (r/) trong bi~u thU'c (2.22), bhg each nay mdi thu du'l;1c nhung h~ 58 ke't hl;1pt8i u'u cho vi~c lien ke't cae m{lng Nuron ca th~. M6i h~ 58 du'l;1c h6a thanh 2Lbit va du'l;1c ma di~u chlnh trong khming tir [0,1]. M Sau d6, ThuQt gidi di truyin se thao tac tren cae chulli ma h6a tlm kie'm nhung giiii phap t8t hdn U'ngvdi mlli Mn t~o sinh. Phu'dng phap d~ nghj 5e Ia'y t~p hl;1pcae h~ 58 (r/) CURcae m{lng Nuron cd tM dB hlnh thanh nhfi'ng chulli ma tu'dng U'ng. 2.3.4 Chung minh Hnh hQi tQ CURThllQ.tgiai di trllyin trong qua trlnh xac djnh M s6 tin c4Y Bjnh Iy (djnh Iy v~ Hnh hQi tQ CUREA trong [KTN2000]) Cho EA=(I, cp..Q, 1/1. 1; J1,A) s. Giii thuye't: (i) KhOng giRDWi giiii /la t~p hUu h~n. (ii) T6n t~i 1i'1i iiii a* e I g Khi d6, vdi mQi quaIl tM khiJi t{lOprO), EA se thod cdc diJu ki~1Isou: (I) Dirng 5au mQt so'bll(Jc l{ip hau h{lll: 'fEA
M~nh d~ 2.3 Cho vec td nhi phan string2 dQ diU L bit bieu dien ghi tri th1,icx e [Urni", rnax]' U Luc nay, x se dU'(,1c dinh theo cong thl1'c: dc (2.28) x = U... + decimal (string 2)X g trang do, g = (U.Q - U -)6 - 1) L H~ qua 2.4 T5n t~i chu6i nhi phan string2 bieu cliett h~ s6 tin c~y r/e[O,I] eE thoa sai s6 91 cho trU'dc. . HI; qua 2.5 (di!m hQi tit ella h~ sr{ tin el,iy) Sau mQt s6 bU'dcl~p hil'u h~n, Thul,itgidi di truy€n se Hm dU'(,1cQ b h~ s6 tin e~y t6i u'u, r/ (J= 1,M , i= I, n), ung vdi sd d5 lien ke't M n/.{lngNaron thoa sai s6 e E 91 cho trU'dc. 2.3.5 Phan tleh, danh gia mo hinh d~ xua't A. Bai loan flu] nghi~m De chI ra tinh kha thi cua mo hlnh ke't h(,1p:Thul,it gidi di truyln lien ke't nhi~u mgng Naron trong phan lap m~u, chung ta quay trC1l~i bai loan vi dv C1 mvc 2.2.3: liMn dgllg ella viti lay. s6 chu thit nghi~m la 26 chu cai vje't lay thU'ang vdi: lOx30x26=7800 chu, trong do, 7x30x26=5460 chil hua'n luy~n va 3x30x26=2340 chil kiem tea. Cae chil vie't lay dU'(,1canh gia Mi 3 lieu chi khac nhau (3 d~ng d~c trU'ng d ri~ng bi~t): vee ta 4 dge trllng dja phllcmg 4x4; vee ta dge tr/.lflgloan cite 8x8 va vee ta d{ie trllng bi!u diln bien ella ehil (mvc 2.2.3). B. NluJn dgng ehil viti lay Mgng Naron truyln theine ba tdng(NNi} vdi Thu(1t Kid; Ian truy€n ngll{1e se dU'(,1cung de hQCva nh~n d~ng cac d~ng vec td d~c trU'ng d nay. Cv the, NNI dung rieng cho vee ta 4 d(ie trllng dja phllcmg 4x4; NN2 dung cho vec ta dgc trllng loan cite 8x8; NN3 dung cho vee ta d{ic trllng bi!u diln bien clla chil. Tung m~ng se dU'(,1cua'n luy~n vai 5460 m~u chil va dU'(,1ciem h k tra tren 2340 m~u chu va ding th1,ichi~n tren may Pentiumll-PC 266 MHz. Vdi phU'dng phap nay, m6i m~ng se hlnh thanh quye't dinh thong qua tieu chuifn rieng cua no. Sau khi hua'n luy~n ca ba mgng Naron vdi cac d~c trU'ng rieng bi~t. GA du(,1cdung .de Hm ra nhilng tham s6 t6i u'u cho vi~c ke't h(,1p cac m~ng. Quh the ban dh vdi 100 ca the, m6i ca the chl1'a840 bit (3x35x8). Nhilng tham s6 tie'n hoa dU'(,1cung trong thit nghi~m nay d 18