基于多机制优化螺旋飞行特征的乌燕鸥算法

乌燕鸥优化算法(sooty tern optimization algorithm, STOA)是近年来出现的一种新兴的群智能优化算法,因其独特的螺旋式寻优方式和在实际工程问题中显著的优化效果而备受研究与关注。然而, STOA算法本身也存在着收敛速度较慢,搜索精度较低,并且容易陷入局部最优等缺点。因此,提出一种融合混沌映射、自适应惯性权重与高斯变异的多机制乌燕鸥优化算法(multi-mechanism sooty tern optimization algorithm incorporating chaotic mapping, adaptive inertia weight and gaussian mutation, GT-STOA),以促进群体多样性并增强算法全局搜索和局部寻优的能力。同时,为验证算法寻优效果的显著性,基于12个具有不同特征的测试函数,选取九种典型的优秀元启发式算法进行对比验证。实验结果表明GT-STOA相较于其它九种算法具有更高的寻优精度和更快的收敛速度,并且易跳出局部最优找到全局最优解。此外,为了研究GT-STOA解决实际问题的能力,对压力容器设计问题进行优化求解,所得实验数据显示GT-STOA较传统STOA算法在求解精度上提升了42.54%。     

基于CGWO算法的边坡最小安全系数全局寻优方法

针对基本灰狼算法存在初始种群不均匀、早熟收敛等问题,基于混沌理论从三个方面对灰狼优化(grey wolf optimization, GWO)算法进行改进,提出了混沌灰狼优化(chaotic grey wolf optimization,CGWO)算法用于确定边坡的最小安全系数.首先,采用改进Tent混沌映射提高初始种群多样性;其次,通过混沌扰动策略避免算法陷入局部最优;最后,引入参数混沌非线性调节机制均衡算法的全局开发和局部勘探算力.13个基准测试函数的仿真结果表明,改进后的算法与基本GWO,WOA,PSO以及SCA相比具有更强的综合寻优性能.选取ACADS边坡考核题进行计算分析,CGWO算法表现出较高的计算精度和收敛速度,能够有效地搜索到复杂分层边坡的最小安全系数.对比有限元强度折减法,该方法具有操作简易、搜索区域易于设置等优点.     

基于改进麻雀搜索算法的最大指数熵分割方法

为了解决基本麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA) 依赖初始种群和求解精度不高的问题,提出一种基于Circle混沌映射和随机游走的改进的麻雀优化算法(improved sparrow optimization algorithm,CRSSA) 。该算法为了增强麻雀种群的多样性,在麻雀初始阶段引入混沌Circle 映射; 采用随机游走对最优麻雀进行扰动,使其在麻雀寻优后期,增强算法全局搜索能力,跳出局部最优。同时选取15个测试函数对其算法进行性能测试。结果表明：与原始的SSA 、蜉蝣算法(mayfly algorithm,MA) 、粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO) 、鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA) 和灰狼优化算法(gray wolf optimization algorithm,GWO) 相比,改进的麻雀搜索算法具有寻优速度快、求解准确度高和鲁棒性强等优点。将该方法应用在多阈值图像分割中,通过对比不同算法的峰值信噪比(peak-to-signal ratio,PSNR)、结构相似性(structural similarity index,SSIM)、适应度函数值和运行时间性能指标,可有效解决多阈值分割问题,具有一定的工程应用价值。     

融合多策略的萤火虫算法

针对萤火虫算法在求解高维复杂函数时存在的收敛速度慢、寻优精度低和易陷入局部最优等缺点,提出一种融合多策略的萤火虫算法（IMSFA）。首先,利用混沌映射和动态对立学习策略优化初始种群,加快算法的收敛速度;其次,对个体的移动策略进行多样化设计,降低算法陷入局部最优的概率,提高算法的寻优精度;最后,对超出解空间的个体使用归优边界限制策略,保证算法可以朝着一个较优的方向进行搜索。在8个基准函数上对IMSFA进行优化测试,并使用Wilcoxon秩和检验对其进行评估,结果表明,IMSFA在收敛速度、搜索精度、克服局部最优和寻优稳定性方面有着出色的表现。     

基于随机替换和混合变异的蜻蜓算法

针对基本蜻蜓算法(dragonfly algorithm, DA)容易陷入局部最优、收敛速度慢及寻优精度低等缺陷,提出了基于随机替换和混合变异的蜻蜓算法(dragonfly algorithm based on random substitution and hybrid mutation, DASM)。首先,利用混沌映射提升初始解的质量;其次,引入中心点随机替换策略,从而提高算法收敛速度;最后,通过对种群个体进行变异操作,从而跳出局部最优,提高算法收敛精度。仿真实验结果表明,提出的改进算法相比基本蜻蜓算法和部分改进算法,有较好的寻优性能。     

用对数函数描述收敛因子的改进灰狼优化算法及其应用

针对灰狼优化(grey wolf optimization,GWO)算法在求解复杂高维优化问题时存在解精度低、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于对数函数描述收敛因子的改进GWO算法。采用佳点集方法初始化种群以保证个体尽可能均匀地分布在搜索空间中;提出一种基于对数函数描述的非线性收敛因子替代线性递减收敛因子,以协调算法的勘探和开采能力;对当前最优的3个个体执行改进的精英反向学习策略产生精英反向个体,以避免算法出现早熟收敛。研究结果表明改进算法具有较好的寻优性能。     

应用小生境混沌搜索策略的花朵授粉算法

针对花朵授粉算法（FPA,flower pollination algorithm）存在的全局收敛能力不足、寻优精度低、易早熟等局限,提出一种应用小生境混沌搜索策略的花朵授粉算法（NCFPA,flower pollination algorithm with niche chaotic search strategy）。为增加算法搜索的广度,使用小生境技术保持种群的多样性,提升了算法的全局优化能力;引入逻辑自映射函数产生的混沌序列对精英个体进行局部优化,增强算法的搜索精度;通过经典测试函数对算法性能进行测试。测试结果表明,与花朵授粉算法、差分进化（DE,differential evolution）和蝙蝠算法（BA,bat algorithm）相比,NCFPA表现出较优的全局寻优能力和搜索精度。     

融合和声搜索的混沌粒子群优化算法及工业应用

针对粒子群算法在优化过程中容易出现"早熟"现象,提出一种融合和声搜索及混沌的改进混合粒子群优化算法。混沌粒子群算法运行稳定,具有较好的鲁棒性和适应性。和声搜索算法是一种模拟乐队调音获得完美和声过程的元启发优化算法,具有较强的全局搜索性能。通过对4个标准函数的测试比较,结果表明:改进的融合和声搜索的混沌粒子群优化算法(chaos particle swarm optimization algorithm with harmony search,CPSO-HS)跳出局部最优位置能力强,收敛速度快,稳定性高。改进的CPSO-HS算法已成功应用于重油热解模型的参数估计。     

多策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法在迭代收敛时易陷入局部最优的问题,提出多策略改进的麻雀搜索算法（NLSSA）。利用邻域重心反向学习策略优化麻雀算法的初始种群,提高初始个体质量。通过Levy飞行策略的长短距离跳跃更新麻雀生产者位置,从而提升麻雀算法的局部极值逃逸能力。在跟随者位置更新机制中引入自适应权重,从而平衡麻雀算法的局部挖掘和全局寻优能力。为了验证所提NLSSA算法的性能,利用8个基准测试函数进行测验,测试结果与Wilcoxon符号秩检验结果表明,与麻雀搜索算法、粒子群优化算法、灰狼优化算法和其他改进的麻雀搜索算法相比,NLSSA算法在寻优精度、稳定性能和收敛速度方面的效果更佳。     

一种基于鲶鱼效应和新型搜索机制的混沌蝙蝠算法

针对蝙蝠算法(BA)收敛速度慢、易早熟、寻优精度差的缺点,该文提出一种基于鲶鱼效应和新型搜索机制的改进的混沌蝙蝠算法。首先采用均匀性更好的Tent混沌序列产生初始种群,以增强初始种群多样性。设计了新型频度和速度更新函数,以更好地调节种群的聚集速度,提高全局搜索能力,缓解局部最优现象。将混沌扰动思想引入蝙蝠算法,提出一种新的局部搜索机制和变步长搜索策略,以提高局部搜索的效率和精度。设计了基于混沌鲶鱼效应的种群激活机制,增强了蝙蝠群体跳出局部最优和加速收敛的能力。典型函数的对比测试结果证明了该算法的有效性。