000011 Chuyển thành giá trị nhị phân 000010 (trong ví dụ này dùng 6 bit)
2.3.4. Các toán tử di truyền
Thông tin được truyền từ một thế hệ sang thế hệ tiếp theo bằng toán tử di truyền. Có 3 toán tử di truyền cơ bản: sao chép, tương giao chéo và biến dị. Sao chép là loại toán tử đơn giản nhất. Nó coppy trực tiếp cá thể từ thế hệ cũ sang thế hệ mới .Việc sinh sản của 2 nhiễm sắc thể thực hiện nhờ toán tử tương giao chéo, nó chỉ phức tạp hơn một chút so với toán tử sao chép. Trong tương giao chéo thông tin giữa 2 nhiễm sắc thể được trao đổi bởi việc cắt nhiễm sắc thể ở điểm chọn ngẫu nhiên và trao đổi đầu của nhiễm sắc thể để tạo ra 2 nhiễm sắc thể mới. Hình 2.6 là ví dụ minh hoạ cho quá trình này. Quá trình này tạo ra một phương thức đơn giản cho nhiễm sắc thể trao đổi thông tin trong lúc tìm kiếm để tìm ra nhiễm sắc thể tốt hơn. Tỉ lệ phần trăm cá thể được chọn để tương giao chéo trong suốt mỗi thế hệ được xác định bởi tham số Pc (Pcrossover).
Bố mẹ A Bố mẹ B
Thế hệ cũ 110...011 001...110
Thế hệ mới 110...110 001..011 Con A Con B
Hình 2.6. Sự tương giao chéo
Sau một vài thế hệ, quần thể sẽ gồm nhiều bản sao các cá thể giống hệt nhau với độ phù hợp rất cao. Thông thường thì điều này có thể mong đợi bởi vì con cháu từ cá thể này cũng sẽ phù hợp. Tuy nhiên con cháu gần giống như bố mẹ chúng có thể dẫn đến sự cục bộ hoá việc tìm kiếm của không gian lời giải. Để duy trì tính đa dạng của quần thể người ta dùng toán tử biến dị. Nếu 1 bit trong nhiễm sắc thể thay đổi từ 0 thành 1 hoặc từ 1 thành 0, khi áp dụng biến dị với một phần nhỏ quần thể Pmutation, tính toàn cục của sự tìm kiếm được bảo đảm. Tính xác suất của GA dẫn đến lời giải khác nhau mỗi khi chạy chương trình ngoại trừ trường hợp bài toán đủ đơn giản cho GA tìm ra lời giải tối ưu. GA có xu hướng tiến tới tìm ra lời giải thích hợp và để tối ưu nó. Ví dụ: hàm phù hợp cho anten có thể bao gồm hệ số tăng ích lớn nhất và trở kháng tiến tới 50 . Nếu ta duyệt các anten tốt nhất là kết quả từ một vài lần chạy chương trình khác nhau thì những khả năng có thể là một số anten thì có độ tăng ích cao và có trở kháng vào không như mong muốn, trong khi một số khác có mức thu nhỏ hơn nhưng trở kháng vào tốt hơn. Vì lý do này, tốt nhất là chạy thử chương trình vài lần rồi chọn ra anten phù hợp nhất với các chỉ tiêu kỹ thuật đặt ra.
Kết luận chƣơng 2
Chương 2 trình bày những khái niệm cơ bản, nguyên lý và cách áp dụng thuật toán di truyền cho bài toán tối ưu thiết kế anten. Dựa vào các nguyên lý này và sử dụng cách tính toán ở chương 1 ta có thể xây dựng nên phần mềm tối ưu cho anten sóng chạy như ở chương 3.