Файл: Факультет компьютерных технологий и прикладной математики Кафедра информационных технологий курсовая работа организация рациона питания с применением генетического алгоритма.docx

Таким образом, математическая постановка задачи представлена следующими условиями:


(5)

На первом этапе данная задача была решена с помощью MS Excel, получены следующие результаты (рисунок 1): оптимальное решение достигается при значениях x1=2 и x2=3. Тогда итоговая стоимость рациона питания (190) минимальна при соблюдении всех условий и ограничений.

Рисунок 1 – Решение задачи о рационе питания
Следующим шагом выполнения курсовой работы была проверка работоспособности созданной программы на этих же данных.

Было выполнено несколько запусков программы с разными наборами характеристик генетического алгоритма. Наиболее удачные комбинации параметров и результаты работы отражены ниже.

На рисунке 2 приведен пример работы алгоритма при следующих параметрах: размер хромосомы – 2, размер популяции – 100, количество популяций – 2000, вероятность мутации – 5%, процент кроссинговера – 80%.


Рисунок 2 – Пример работы программы
Все параметры, кроме размера хромосомы, могут варьироваться в данном примере. Уменьшение количества популяций ведет к потере точности определения искомых данных (рисунок 3).


Рисунок 3 – Пример работы программы при уменьшении количества популяций
Увеличение процента мутации также приводит к ухудшению результата (рисунок 4).

Рисунок 4 – Пример работы программы при увеличении процента мутации
В результате сделан вывод о возможности применения генетических алгоритмов в решении задачи составления рациона питания. В дальнейшем планируется расширения списка продуктов и возможных нутриентов, которые будут являться обязательными при составлении планов питания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках представленной курсовой работы были изучены методики составления рационов питания для некоторых категорий людей, рассмотрены теоретические аспекты работы генетических алгоритмов, проанализирована возможность их применения к поставленной задаче.

---

Предложена модель генетического алгоритма, которая позволяет решать задачу составления оптимального рациона питания.

Разработана программа на языке C#, которая позволяет производить решение задачи о рационе питания с помощью генетического алгоритма.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ»

2 Методические рекомендации МР 2.4.0179-20 «Рекомендации по организации питания для обучающихся общеобразовательных организаций»

3 Гольдберг, Н. Д. Питание юных спортсменов / Н. Д. Гольдберг, Р. Р. Дондуковская. – М.: Советский спорт. – 2012. – 280 с.

4 Рутковская, Д. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: науч. изд. / Д. Рутковская, М. Пилиньский, Л. Рутковский; под общ. ред. А.С. Попова – М.: Горячая линия – Телеком. – 2006. – 452 с.

5 Батищев, Д. И. Применение генетических алгоритмов к решению задач дискретной оптимизации : науч. изд. / Д. И. Батищев, Е. А. Неймарк, Н. В. Старостин. – Н. Новгород: Изд-во Нижегородского университета, 2006. – 88 с.

6 Генетические алгоритмы на примерах решения задач раскроя. Проблемы управления : отчет о НИР / Подлазова А. В. – М.: Московский государственный институт стали и сплавов , 2008. – 7 с.

---