Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” icon

Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації”




Скачати 80.93 Kb.
НазваПрограма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації”
Дата14.09.2012
Розмір80.93 Kb.
ТипДокументи

Міністерство освіти і науки України

Вінницький національний технічний університет
Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління
Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління

ЗАТВЕРДЖЕНО

Вченою радою ВНТУ

Протокол № _________

від "____" __________________ 2008 р.

Проректор з навчальної та

науково-методичної роботи


В.О. Леонтьєв


Програма дисципліни

Інтелектуальні технології оптимізації”


Напрям підготовки ^ 0914 – “Системи управління і автоматика”

Освітньо-кваліфікаційний рівень – бакалавр

6.091401 – “Комп`ютеризовані системи автоматики та управління"


Автор ___________ Штовба С.Д., професор кафедри комп’ютерних систем управління.

Розглянуто і схвалено на засіданні кафедри комп’ютерних систем управління, протокол № ___ від "___" __________  2008 р.
Завідувач кафедри КСУ _______________________ Дубовой В.М.

Програма прорецензована доцентом кафедри ___________________________
_____________________ та схвалена на засіданні кафедри _______________, протокол № _____ від "___" __________ 2008 р.
Завідувач кафедри _____________________________

Програма розглянута та схвалена на засіданні Методичної комісії Інституту автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління, протокол
№ ___ від "___" __________ 2008 р.

Голова Методичної комісії ІнАЕКСУ ____________________ Васюра А.С.

Розглянуто і схвалено на засіданні Вченої ради ІнАЕКСУ, протокол № ___ від "___" __________ 2008 р.

Голова Вченої ради ІнАЕКСУ _________________________ Васюра А.С.

Розглянуто і схвалено на засіданні Методичної ради ВНТУ, протокол №____ від “___” ____________ 2008 р.
Голова Методичної ради _____________________________ Леонтьєв В.О.

Дисципліна “Інтелектуальні технології оптимізації”


Курс

3

Триместр

9

Лекції (год.)

28

Лабораторні роботи (год.)

14

Практичні заняття (год.)

7

Семінари (год.)

 

Курсовий проект або КР (триместр / год. /кредитів)

 

РГР (триместр / СРС год. )



Контрольні роботи на які виділяється навантаження
(триместр, кільк., год.),

 

СРС (год.)

33

ВСЬОГО (год. / кредитів)

72 / 2

Підсумковий модульний контроль / кредити

М1 / 1

М2 / 1

Підсумковий триместровий контроль

Іспит



1. Мета та задачі дисципліни

Дисципліна “Інтелектуальні технології оптимізації” надає студентам базові теоретичні знання та сприяє набуттю практичних навичок із теорії множин, теорії алгоритмів, формальних систем, графів та дискретних екстремальних задач, які необхідних для розуміння студентами місця та ролі дискретної математики в майбутній фаховій діяльності.

Знання, набуті студентами, будуть витребуванні під час професійної діяльності в галузі створення та експлуатації систем управління і автоматики.

^ 1.1 Зв’язок з іншими дисциплінами

При вивченні дисципліни студентам знадобляться знання з “Вищої математики”, “Алгоритмічних мов та програмування”, “Дискретної математики” та “Дослідження операцій”. Отримані знання використовуватимуться при вивченні дисциплін “Теорія автоматичного управління”, “Теорія інформації та кодування”, “Автоматизовані системи управління технологічними процесами”, “Штучний інтелект та розпізнавання образів”, “Інтелектуальні технології” в дипломному проектуванні та при підготовці магістрів.

^ 1.2 Завдання вивчення дисципліни

В результаті вивчення дисципліни студенти знатимуть:

  • місце і роль інтелектуальних технологій оптимізації в сучасній науковій та фаховій діяльності інженерів-електриків;

  • термінологію інтелектуальних технологій оптимізації;

  • теоретичні основи та алгоритми розв'язання задач лінійного, нелінійного, динамічного програмування;

  • популярні пакети для вирішення задач оптимізації.

На основі набутих знань студенти вмітимуть:

  • застосовувати інтелектуальні технології оптимізації для розв’язання практичних задач.
2. Зміст дисципліни

Вступ

Мета і задача курсу. Основні терміни і визначення. Необхідні умови застосування оптимiзаційних методів. Застосування методів оптимізації в інженерній практиці. Електроні бази даних статей та підручників з інтелектуальних технологій оптимізації.

^ Класифікація задач оптимізації

Класична постановка задачi оптимiзацiї. Класифікація задач оптимізації: скалярні та векторні, лінійні та нелінійні, безумовні та умовні, локального та глобального пошуку розв’язку, неперервні та дискретні.

^ Методи скаляризації векторних задач оптимізації

Множина Парето. Складності векторної оптимізації. Класифікація методів скаляризації: згортка через інтегральний критерій; перетворення до задач умовної оптимізації; цільове програмування; комбінація методів. Типи інтегральних критеріїв.
^
Огляд методів пошуку оптимуму функції однієї змінної

Класичний метод знаходження екстремуму функції однієї змінної. Методи знаходження екстремуму унімодальної функції без та з використання похідних. Порівняння методів. Складність алгоритмів.

^ Безумовна оптимізація функції багатьох змінних

Знаходження естремуму функції багатьох змінних. Постановка задачі. Необхідні умови екстремума функції багатьох змінних. Методи нульового, першого, другого порядків та квазіньютоновські методи. Порівняння збіжності методів.

^ Метод невизначених множників Лагранжа

Особливостi нелiнiйних задач оптимiзацiї. Класичнi умови екстремума. Метод невизначених множників Лагранжа. Приклад. Зв’язок множників Лагранжа з тіньовими цінами із задачі лінійного програмування.

^ Метод штрафних функцій

Застосування методів безумовної оптимізації для задач з обмеженнями. Метод штрафних функцій. Типи штрафів. Приклад. Порівняльний аналіз програмних пакетів розв’язання задач неперервної оптимізації.

^ Динамiчне програмування

Основнi поняття. Принцип оптимальностi Беллмана. Задача про розподіл продукції по супермаркетам.

Метаеврестичні алгоритми пошуку оптимальних розв’язків

Складності класичнихм методів оптимізації. Типова схема метаеврестичних алоритмів.

^ Оптимізація за алгоритмом імітації відпалу

Ідея оптимізації за імітацією відпалу. Схема базового алгоритму. Приклад.

Базовий мурашиний алгоритм та його застосування до задачі про комівояжера.

Основні принципи функціонування колонії мурах: додатній та від’ємний зворотній зв’язки, випадковість та багатократність дій. Стигмержі та феромони. Мурашиний алгоритм оптимізації маршруту комівояжера. Порівняння з іншими метаевристичними алгоритмами оптимізації. Результати розв’язання тестових задач TSPLIB різними методами.

^ Покращенні мурашині алгоритми.

Алгоритми з елітними мурахами, ранговий алгоритм, ACO, Max-Min-алгоритм. застосування методів локального пошуку в мурашиній оптимізації.
3. Практичні заняття


^ Визначення екстремальних точок функції однієї змінної.

Постановка задачі. Знаходження похідних цільової функції. Знаходження та аналіз стаціонарних точок.

^ Чисельна апроксимація градієнту.

Постановка задачі. Знаходження похідних цільової функції. Апроксимація похідних за допомогою кінцевих різниць уперед, кінцевих різниць назад та середніх кінцевих різниць. Аналіз результатів.

^ Пошук оптимуму функції багатьох змінних градієнтним методом

Постановка задачі. Вибір початкової точки. Покрокове вирішення задачі. Порівняння з аналітичним розв’язком.

^ Оптимізація задачі розподілу ресурсів за методом динамічного програмування.

Постановка задачі. Визначення правила домінування. Покрокове вирішення задачі.

^ Оптимізація за алгоритмом імітації відпалу

Постановка задачі. Встановлення температури відпалу. Покрокове вирішення задачі.
4. Лабораторні роботи

^ Багатокритеріальне оцінювання веб-сайтів

Визначення сайтів для оцінювання. Обгрунтування переліку критеріїв. Оцінювання сайтів за кожним критерієм. Ранжування сайтів за трьома різними методами. Порівняння результатів.

^ Дослідження залежності тривалості оптимізації від розмірності задачі.

Експериментальне дослідження тривалості знаходження оптимуму цільової від кількості її аргументів. Апроксимація експериментальних даних теоретичною залежністю. Визначення складності алгоритму оптимізації.

^ Порівняльний аналіз методів безумовної оптимізації.

Експериментальне порівняння 6-ти методів безумовної оптимізації при знаходженні екстремуму тестової функції. Аналіз точності розв’язку та тривалості оптимізації.

^ Дослідження залежності якості розв’язку від кількості початкових точок.

Експериментальне визначення залежності якості розв’язку багатоекстремальної задачі умовної оптимізації від кількості початкових точок. Проведення 10 серій експериментів та побудова усереднених залежностей.
5. Література
^

Основна література


  1. Вентцель Е.С. Исследование операций: Задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1980.- 256с.

  2. Глушков В.М. Введение в АСУ. К.: Технiка, 1974.- 320с.

  3. Ежов А.А., Шумский  С.А. Нейрокомпьютинг и его применение в экономике и бизнесе. М.: 1998. – 222 с.

  4. Калихман И.Л., Войтенко М.А. Динамическое программирование в примерах и задачах: Учеб. пособие. – М.: Высшая школа, 1979.- 125с.

  5. Растригин Л.А. Случайный поиск. М.: Знание, 1979. - 64 с.

  6. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Регсдел К. Оптимизация в технике . М.: Мир, 1986., Кн.1 - 349с., Кн.2 – 320 с.

  7. Шикин Е.В., Шикина Г.Е. Исследование операций. Уч–к. М.: Изд–во «Проспект», 2006. – 280 с.

  8. Штовба С.Д. Методи оптимізації в середовищі MATLAB. Лабораторний практикум: Навч. посіб. Вінниця: ВДТУ, 2001.- 56с.

  9. Штовба С.Д. Муравьиные алгоритмы: теория и применение // Программирование. – 2005. – №4.– C. 1–16.

Додаткова література

  1. Моисеев Н.Н., Ивенилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. – М.: Наука, 1978. - 362с.

  2. Ногин В.Д., Протодьяконов И.О., Евлаптиев И.И. Основы теории оптимизации: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 1986. - 384с.

  3. Поляк Б.Т. Введение в оптимизацию. - М.: Наука, 1983. -384с.

  4. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации: нечеткая логика, генетические алгоритмы, нейронные сети. – Винница: УНІВЕРСУМ–Вінниця, 1999. – 320 с.

  5. Сухарев А.Г., Тимохов А.В., Федоров В.В. Курс методов оптимизации. М.: Наука.  1986.  328с.

Схожі:

Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconВ. О. Леонтьєв Навчальна програма дисципліни Вступ в інтелектуальні технології управління
Комп’ютеризовані системи, автоматика І управління”. Адже інтелектуальні технології є тими засобами моделювання систем управління,...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМетодичні вказівки до практичних занять з курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено
Знання, набуті студентами, будуть витребуванні під час професійної діяльності в галузі створення та експлуатації систем управління...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМетодичні вказівки до самостійного вивчення курсу інтелектуальні технології оптимізації затверджено
Знання, набуті студентами, будуть витребуванні під час професійної діяльності в галузі створення та експлуатації систем управління...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМодульна програма з навчальної дисципліни «Інтелектуальні системи»
Дисципліна «Інтелектуальні системи» є частиною курсу професійно-орієнтованих вибіркових дисциплін, являється важливой для базової...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМетодичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Вступ в інтелектуальні технології управління» для студентів напряму підготовки 050201
Нехай існує деяке твердження L, яке включає деякий невизначений параметр X={x1, x2, x3,…}
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” icon2М. В. Куклінський
...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства л. П. Панова програма навчальної дисципліни та робоча програма
Програма навчальної дисципліни та робоча програма дисципліни «Методи оптимізації архітектурно-містобудівельних рішень» (для студентів...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconПрограма І робоча програма навчальної дисципліни «Інформаційні системи І технології в обліку»
Програма навчальної дисципліни та робоча програма навчальної дисципліни «Інформаційні системи І технології в обліку» для студентів...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconПрограма використовується для оптимізації технології складання і дугового зварювання подовжніх і кільцевих швів товстостінних обичайок.
Назва розробки. Система проектування технології багатопрохідного зварювання подовжніх і кільцевих стиків товстостінних обичайок «Welding...
Програма дисципліни “Інтелектуальні технології оптимізації” iconМетодичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни: "Інтелектуальні засоби систем автоматики І управління" для студентів спеціальності 050201
Штучний інтелект". Метою дисципліни "Інтелектуальні засоби систем упраління" є отримання загальних знань з області застосування методів...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи