Abstract
The method of function synthesis is essential when we control the systems not known their characteristic, by predicting the function to satisfy a relation between input and output from the given pairs of input-output data. In general the most systems operate non-linearly, it is easy to come about problem is composed with combinations of parameter, constant, condition, and so on. Genetic programming is proposed by one of function synthesis methods. This is a search method of function tree to satisfy a relation between input and output, with appling genetic operation to function tree to convert function into tree structure. In this paper, we indicate problems of a function synthesis method by an existing genetic programming propose four type of new improved method. In other words, there are control of function tree growth, selection of local search method for early convergence, effective elimination of redundancy in function tree, and utilization of problem characteristic of object, for preventing function from complicating when the function tree is searched. In case of this improved method, we confirmed to obtain superior structure to function synthesis method by an existing genetic programming in a short period of time by means of computer simulation for the two-spirals problem.
함수합성법은 주어진 입출력 데이터 쌍으로부터 입출력관계를 충족하는 함수를 예측하는 것으로, 특성을 알 수 없는 시스템을 제어할 때에 필수적이다. 일반적으로 시스템은 비선형인 성질을 갖는 경우가 많고, 함수 합성에 취급하는 변수, 정수, 제약 등으로 조합된 문제가 발생하기가 쉽다. 그 함수를 합성하는 방법 중 한 가지로 유전적 프로그래밍이 제안되고 있다. 이것은 함수를 트리구조로 표시한 함수 트리에 유전적 조작을 적용하여, 입출력 관계를 충족하는 함수 트리를 탐색하는 방법이다. 본 논문에서는 기존의 유전적 프로그래밍에 의한 함수 합성법의 문제점을 지적하고, 새로운 4종류의 개선법을 제안한다. 즉, 함수 트리를 탐색할 때에 함수가 복잡하게 되는 것을 방지하기 위하여 함수 트리의 성장 억제, 조기 수렴을 목표로 하는 국소 탐색법의 채택, 함수 트리 내의 필요 없이 길어지는 요소의 효과적인 삭제, 대상으로 하는 문제의 특성을 이용하는 방법이다. 이러한 개선법을 이용할 경우, 기존의 유전적 프로그래밍에 의한 함수 합성법보다도 짧은 시간에 우수한 구조의 함수 트리가 구해지는 것을 2-spirals 문제에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 확인하였다.