Evoluce obvodů pomocí genetického programování

Abstract

Tato diplomová práce řeší návrh elektronických obvodů s využitím genetického programování. Cílem této práce je vytvoření systému založeného na genetickém programování, jeho odladění a provedení sady experimentů na tomto systému s následným vyhodnocením. V této práci je vytvořen systém inspirovaný původním systémem genetického programování od Johna Kozy a kol., který umožňuje vytvářet oscilátory a signální generátory o frekvenci 200 Hz až 20 kHz, a také obvody vykonávající matematické operace. Dále je tento systém schopný vytvářet obvody vykonávající matematické operace, konkrétně druhou a třetí mocninu. Na návrhu těchto obvodů bylo provedeno několik experimentů s cílem porovnat a vyladit různá nastavení systému. Finální experimenty se poté zaměřují na testování schopností tohoto systému. K implementaci systému byl využit programovací jazyk Python a k simulaci vytvářených obvodů slouží simulátor obvodů Ngspice.

This master thesis deals with the electronic circuit design using genetic programming. The aim of this work is to design a system based on genetic programming, perform system tuning and conduct a set of experiments on this system with subsequent evaluation. A system inspired by the original genetic programming system by John Koza et al. is developed in this work, allowing to design oscillators and signal generators with frequencies between 200 Hz and 20 kHz. Furthermore, this system is capable of creating circuits that perform mathematical operations, specifically square and cube operations. Several experiments were conducted on these types of circuits with the goal to compare and adjust different system settings. The final experiments then focus on testing the capabilities of this system. The programming language Python was used to implement the system and the Ngspice circuit simulator is used to simulate created circuits.