蚁群算法求解旅行商问题若干改进策略的研究

蚁群算法是求解TSP问题的一个性能较好的仿生型的智能优化算法,但存在着运行时间长、容易陷入局部最优的缺点,导致停滞现象的出现,找不到全局最优解.实验表明,使用候选集合策略和局部搜索策略能提高算法所求得的解的质量,同时也会明显加快求解的速度.使用信息素变异和重新初始化策略,能增加路径探索的多样性,使算法对搜索空间的探索始终保持在一个合理的水平上,有效地避免算法陷入停滞状态,从而找到全局最优解.     

一种基于粒子群算法和育种算法的混合算法

目的 求解无约束优化问题.方法 结合粒子群算法收敛速度快而育种算法不易陷入局部最优的特点,设计了一种新的算法.结果 数值试验结果 表明算法对于多峰值函数有很好的优化效果.结论 当群体最优信息停滞时,新算法能够使粒子群算法中的粒子跳出局部最优解,最终求得全局最优解.     

一种改进的混合蝙蝠算法

为解决基本蝙蝠算法中存在的易陷入局部最优且求解精度不足的问题,提出一种改进的混合蝙蝠算法,引入了分组迭代模式和多种速度迭代公式加强了全局搜索能力,更新了种群领域搜索公式的基础上引用了t分布作为种群最优解的领域搜索方式,补足了蝙蝠算法的局部搜索能力,避免了算法陷入局部最优解。通过多个标准测试函数的实验验证改进的混合蝙蝠算法能有效解决基本蝙蝠算法中出现的问题。     

基于模糊推理的鸡群优化算法

针对鸡群算法(CSO)在求解高维复杂优化问题时往往会陷入局部解的问题,提出了基于模糊推理的鸡群优化算法.该方法利用模糊推理改进了母鸡和小鸡的位置更新公式,增强了鸡群全局搜索能力;利用惯性粒子,增强了鸡群的信息共享,从而增加了局部搜索能力,并用Tent映射对粒子进行扰动.数值试验结果表明:该算法能快速收敛到全局最优解,而且具有较高的全局寻优能力和计算精度.     

一种改进的蚁群算法及其在旅行商问题中的应用

分析了基本蚁群算法易出现早熟停滞现象的原因.对基本蚁群算法进行改进,在原有算法的基础上引入最优最差信息素更新策略和局部最优搜索策略,从而扩大可行解的的范围,避免了算法过早停滞,同时加快算法的收敛速度,使得改进后的蚁群算法解的性能得到较大的提高.最后,以三种旅行商问题为例进行仿真,结果表明该算法能较快地收敛到全局最优解而且具有较好的发现解的能力.     

基于信息熵的粒子群优化算法

粒子群算法是一种进化计算技术,成功地运用于广泛的数值优化问题.PSO算法在求解高维复杂函数优化问题时容易陷入局部最优.有鉴于此,提出了一种基于信息熵的粒子优化算法.该算法提高设计了一种兼顾种群选择性压力以及种群多样性的选择策略,从而提高了粒子在运行过程中的多样性.实验表明,该算法有效避免了陷入局部最优,提高了全局最优解的搜索精度.     

改进的Q学习算法在轨迹规划中的应用

为解决 Q 学习算法易陷入局部最优解问题, 改进了传统贪婪策略, 提出了一种分段渐近搜索策略。该策略通过动态调整策略参数, 使 Q 学习算法在学习过程中实现探索鄄学习鄄利用 3 个阶段的渐近跳转。 同时将该搜索策略应用于 Q 学习算法中, 使改进的 Q 学习算法能更快速地逼近全局最优解。 将改进算法应用于机械臂轨迹规划中, 其仿真结果表明, 该算法能稳定地引导机械臂沿最优轨迹快速到达目标位置。     

基于单纯形法的人工蜂群算法改进研究

人工蜂群算法中的侦察蜂阶段的搜索操作在一定程度上可以解决算法陷入局部最优的问题,但也和其他启发式优化算法一样,存在着局部搜索能力差,在接近最优解时搜索效率下降,以及求解复杂问题时可能陷入局部最优而使算法停滞等缺陷。为了改善此缺陷,采用NM算法来取代人工蜂群算法侦察蜂阶段的随机产生个体机制,提出了一种基于NM算法的改进人工蜂群算法(NMABC)。希望基于NM算法优异的局部搜寻能力,改善人工蜂群算法局部搜索能力较差之缺陷并提高搜索效率。     

基于信息素更新和挥发因子调整的改进蚁群算法

为了改进基本蚁群算法容易导致算法停滞、陷入局部最优解和收敛速度较慢的问题,提出一种改进的蚁群算法,主要是将信息素局部更新和全局更新结合,增加各路径的被选择机会,避免算法停滞;另外,由于信息素挥发因子ρ的大小直接关系到算法的全局搜索能力和收敛速度,提出在算法的初期、中期和后期分别设置不同的ρ,以此增加算法的全局搜索能力,又能在一定程度上加快算法的收敛.改进算法的性能在Oliver 30和att 48问题上得到验证,本方法与基本蚁群算法相比要更优,收敛速度更快,体现了此种改进的有效性.     

基于自适应多态融合蚁群算法的无人机航迹规划

为解决传统航迹规划最短路径算法易陷入局部最优及复杂地形情况下的无人机航迹规划问题,提出了一种基于自适应多态融合蚁群算法的航迹规划方法。通过对航迹规划问题进行描述,建立数学模型,将自适应和蚁群算法相结合,与多态蚁群形成了全局、局部并行搜索模式,以提高算法寻找全局最优值的能力;提出自适应并行策略和自适应信息更新策略,以提升其全局搜寻能力。仿真结果表明,自适应多态融合蚁群算法较传统蚁群算法和多态蚁群算法具备更好的性能,能有效地提高搜索路径的长度和收敛速度,从而避免在求解过程中陷入局部最优,因此在求解最优航迹规划问题上有很好的应用前景。     

模糊C-均值聚类算法的改进研究

模糊C-均值聚类算法通过迭代的爬山技术来寻找问题的最优解,是一种局部搜索算法,容易受初始值的影响而陷入局部极小值.遗传算法是一种应用广泛的全局优化算法,是一种与求解问题无关的算法模式,能够有效解决模糊C-均值聚类算法对初始化敏感的问题,利用改进后的遗传算法能更好地解决聚类问题.     

A novel hybrid vortex search and artificial bee colony algorithm for numerical optimization problems

Though vortex search (VS) algorithm has good performance in solving global numerical optimization problems, it cannot fully search the whole space occasionally. Combining the vortex search algorithm and the artificial bee colony algorithm (ABC) which has good performance in exploration, we present a HVS (hybrid vortex search) algorithm to solve the numerical optimization problems. We first use the employed bees and onlooker bees of ABC algorithm to find a solution, and then adopt the VS algorithm to find the best solution. In the meantime, we cannot treat the best solution so far as the center of the algorithm all the time. The algorithm is tested by 50 benchmark functions. The numerical results show the HVS algorithm has superior performance over the ABC and the VS algorithms.     

解决高维优化和特征选择的多策略改进正弦余弦算法

针对基本正弦余弦算法(sine cosine algorithm, SCA)求解高维复杂优化问题时存在精度低、收敛慢和易陷入局部最优等缺点,提出一种改进的SCA(improved sine cosine algorithm, iSCA)。首先,该算法设计出一种基于倒S形函数的非线性转换参数规则替代原有线性策略,从而实现从全局搜索到局部搜索的良好过渡;其次,嵌入个体历史最佳信息修改位置搜索方程以指导寻优过程,进一步改善算法的解精度和加快收敛;最后,引入翻筋斗觅食机制生成新的位置以增加群体多样性,从而降低算法陷入局部最优的概率。选取10个高维基准测试函数、10个UCI高维数据集和2个风电机组故障数据集进行仿真实验,并与基本SCA、MSCA(memory-guided SCA)和I-GWO(improved grey wolf optimizer)算法比较,结果表明,iSCA算法在精度和收敛指标上均优于其他比较方法。     

粒子群算法在求解优化问题中的应用

粒子群优化(PSO:Particle Swarm Optimization)算法是一种新兴的优化技术,其思想来源于人工生命和进化计算理论.PSO算法通过粒子追随自己找到的最好解和整个群体的最好解完成优化.为了避免PSO算法在求解最优化问题时陷入在局部最优及提高PSO算法的收敛速度,提出了对PSO算法增加更新概率.对无约束和有约束最优化问题分别设计了基于PSO算法的不同的求解方法和测试函数,并对PSO算法求解多目标优化问题进行了研究.仿真实验表明了改进的PSO算法求解最优化问题时的有效性.     

加强局部搜索能力的人工蜂群算法

针对人工蜂群算法在求解过程中存在收敛速度慢、易陷入局部最优解等缺点,提出了基于加强局部搜索策略的人工蜂群算法(ABC Based On Enhancing Local Search Ability, LSABC).一方面,在雇佣蜂搜索阶段,利用两种不同的搜索公式得到两组解,并将适应度最佳者作为候选解,增加解的多样性;同时,在搜索公式中加入个体的双重认知能力平衡算法的勘探和开发能力.另一方面,在侦察蜂搜索阶段,采用禁忌搜索策略,将局部极值存入禁忌表中,帮助算法跳脱局部最优解,达到避免算法早熟的同时加快算法收敛速度的目的.由于LSABC算法的改进与粒子群算法相似,为验证LSABC算法的寻优性能,针对8个经典基准函数,选取标准ABC算法、PSO算法、EABC算法、RLPSO算法及LSABC算法分别进行对比测试.计算实验结果表明,LSABC算法在求解精度和收敛速度方面明显提高,易于跳脱局部最优解.     

基于单纯形法进行局部优化的人群搜索算法求解绝对值方程

设计一种利用单纯形法进行局部优化的人群搜索算法求解一类形如Ax-|x|=b的不可微绝对值方程的新算法. 该算法通过引进单纯形算法, 提高基本人群搜索算法的局部搜索能力, 增加跳出局部最优解的概率, 从而有效改进人群搜索算法在计算后期易陷入局部最优的缺点. 实验结果表明, 该算法在求解绝对值方程时, 计算精度高、 鲁棒性能好.     

基于单纯形法进行局部优化的人群搜索算法求解绝对值方程

设计一种利用单纯形法进行局部优化的人群搜索算法求解一类形如Ax-|x|=b的不可微绝对值方程的新算法. 该算法通过引进单纯形算法, 提高基本人群搜索算法的局部搜索能力, 增加跳出局部最优解的概率, 从而有效改进人群搜索算法在计算后期易陷入局部最优的缺点. 实验结果表明, 该算法在求解绝对值方程时, 计算精度高、 鲁棒性能好.     

基于Fuch映射的混沌蝙蝠算法

为了改善基本蝙蝠算法(bat-inspired algorithm,BA)的求解性能,提高其搜索效率,避免其搜索过程陷入局部最优,利用Fuch映射对基本蝙蝠算法的局部最优解的邻域和蝙蝠的频率变化区间进行混沌遍历搜索,提出了一种新型混合蝙蝠算法——Fuch混沌蝙蝠算法(FCBA).仿真计算结果表明:与BA相比,FCBA具有较好的收敛性能,能够较快地收敛于测试算例的全局最优解.