多种进化算法混合解决约束工程优化问题研究

针对单一进化算法不适合解决所有优化问题的情况,提出了一种混合多种进化算法解决约束工程优化问题的算法.该算法混合了差分进化、粒子群优化和共生生物搜索等3种算法,首先利用差分进化算法产生和选择最优种群,然后利用粒子群优化算法寻找每一个最优解并进行更新,最后利用共生生物搜索算法对所有种群进行共生互动更新,选择出最优种群以进行...     

差分进化算法的改进及其应用研究

针对差分进化(DE)算法后期收敛速度变慢、收敛精度变低以及易陷入局部最优解的缺点,提出一种基于双种群自适应进化的改进差分进化算法。于算法初始化阶段同时初始化2个种群,2个种群分别采用不同的自适应变异算子、变异策略和交叉算子进行进化操作,在改进选择操作中选择2个种群的最优个体进入下一次进化过程。采用5个标准测试函数对改进算法进行测试,检验算法的改进效果。结果表明,改进DE算法比j DE算法与标准DE算法具有更好的全局收敛能力,更快的收敛速度以及更高的收敛精度。将改进DE算法与SVM算法结合应用于短期电力负荷预测,预测结果表明,改进DE算法比标准DE算法能够更好的寻找到SVM的最优参数组合。     

协同学习差分进化算法及在双转向机构优化中的应用

根据齐次坐标变换法推导了双转向机构转向分析数学模型,然后采用差分进化(DE)算法求解该模型。针对基本DE算法可能出现早熟或收敛速度慢的问题,提出一种基于协同学习机制的差分进化(CLDE)算法。该算法采用两个子种群,每个子种群采用不同的变异策略,利用局部极值判断机制确定早熟收敛种群;针对早熟收敛种群,利用精英种群映射策略向精英种群进行映射学习,实现子种群间的信息交流;若不存在精英种群,则在自身种群内采用自适应高斯扰动策略实现自我调整。函数测试结果表明,CLDE优化精度更高、速度更快、稳定性更好。将该算法用于机构优化问题,结果表明,与基本DE算法、随机变异差分进化算法(RMDE)、多种群自适应差分进化算法(ADEMP)相比,CLDE的最优适应度值分别降低13. 83%、8. 33%和6. 25%,且表现出了较好的稳定性和收敛性。     

一种基于反向学习和伯恩斯坦算子的差分进化算法

差分进化(differential evolution,DE)算法是一种种群随机搜索算法,但其在收敛过程中存在着容易陷入局部最优、收敛精度不高等问题.为更好地提升DE算法的性能,提出一种改进算法为基于反向学习和伯恩斯坦算子的差分进化算法.反向学习策略用于增加种群的多样性,扩大种群的搜索范围,从而弥补陷入局部最优的不足,...     

混沌差分进化算法在复杂优化问题中的应用研究

差分进化算法求解复杂优化问题时,由于进化后期种群多样性降低,算法极易陷入局部最优值无法跳出.论文针对该问题,将差分进化算法和混沌优化方法耦合,构建了混沌差分进化算法.算法利用混沌序列的遍历性和内部迭代的随机性,弥补差分进化算法容易陷入局部最优的缺陷,从而提高算法的搜索性能.对几种典型函数的测试结果表明:混沌差分进化算法的全局搜索性能有了显著提高,能有效避免算法陷入局部最优.因此,与标准差分进化算法和混沌优化算法相比,该算法在求解复杂优化问题时更加可行、有效.     

基于改进差分进化算法的无人机在线低空突防航迹规划

为了解决无人机在部分未知敌对环境中的低空突防航迹规划问题,提出了一种改进的差分进化算法.该算法的进化模型采用冯.诺伊曼拓扑结构,并对其进行拓展,使种群在进化初期保持多样性,避免进化早期陷入局部最优,而进化后期加快收敛速度.该算法改进了差分进化算子中的变异操作,从而加快算法的收敛速度,快速找到多目标优化问题的最优解;同时,采用将绝对笛卡儿坐标和相对极坐标相结合的编码方式以提高搜索效率.将该算法用于无人机在线航迹规划仿真实验,并和未改进的算法结果作比较,验证了该算法的有效性.     

一种求解约束优化问题的改进差分进化算法

针对原始差分进化算法在求解约束全局优化问题时存在陷入局部最优的缺陷,提出一种改进的差分进化算法.该算法在保留原始差分进化算法全局搜索能力的基础上,采用基于规则的方法进行约束处理和种群个体的比较及选择,并利用种群相似度和最优变异操作改善种群进行全局范围搜索的多样性,提高算法跳出局部最优的能力.数值实验表明,该算法稳定性较好,目标函数评价次数较少,收敛速度较快,全局寻优能力较强,不仅能有效求解连续变量约束优化问题,也适用于离散变量或混合变量优化问题.     

一种新局部搜索策略的差分进化算法

为增强差分进化算法的局部搜索能力,一种新局部搜索策略引入到差分进化算法中,从而提出一种新局部搜索策略的差分进化算法。该算法用局部搜索得到新个体替换较劣个体,使其跳出局部最优,以此增强种群的多样性。数值实验选取4个测试函数,并与差分进化算法进行比较,结果表明算法的有效性。     

基于差分进化算法的神经网络优化设计

【目的】研究解决传统神经网络手动设计网络结构的局限性,并探究差分进化算法对神经网络优化的有效性。【方法】提出了一种基于差分进化算法的多层前馈神经网络的优化设计方案,用以同时完成神经网络的权值空间和网络结构空间的搜索,给出不同场景下的最优网络结构。该算法采用（1+1）-ES二元进化策略,使用一种新的网络结构交叉和变异方法,通过双种群结构共同进化及自适应变异率等策略加快网络结构的搜索以及算法的收敛。【结果】在预测、分类等问题中,基于差分进化算法的神经网络优化设计能够较好地搜索到最优的神经网络结构,并与传统的BP神经网络以及经典的预测分类算法进行比较,实验结果具有较强的鲁棒性。【结论】基于差分进化算法的神经网络优化设计是解决网络结构寻优问题的有效方法。     

一种改进的差分进化算法

针对基本差分进化算法收敛速度较慢的问题,将粒子群优化算法中的社会学习部分引入到差分进化算法中,提出一种改进的差分进化算法。该算法通过小概率随机变异操作增加种群的多样性和全局搜索能力;变异向量和个体向群体最优个体学习的结果进行交叉操作,利用最优个体指导进化过程,加快了算法的收敛速度,提高了优化精度。仿真实验结果表明,该算法具有更好的优化性能。     

采用多目标差分进化的移动Ad Hoc网络节能路由算法

为了在节点的能量消耗和最优路由之间找到一个平衡,根据多目标差分进化算法原理,提出一种基于多目标差分进化的移动Ad Hoc网络节能路由算法.该算法把路由代价和网络生存时间作为2个优化目标,采用适应值变换的约束处理技术、非支配排序和拥挤距离技术进行优化.在优化过程中,提出适合差分进化算法的变异、交叉和选择策略.结果表明:该算法在网络生存时间和最优路由方面具有较好的优势,并保证了较高的包传递率.     

贪婪随机自适应搜索法在电网规划中的应用

基于贪婪随机自适应搜索法(GRASP)能有效地解决电网规划的组合优化问题,其每一次迭代包含构造和局域搜索两阶段.在构造阶段,以改进线路综合有效性指标为贪婪函数,采用比例法形成限制候选列表,并随机选择元素构成可行方案.根据线路的实际效用比剔除可行方案中的冗余线路,为局域搜索提供一个简练经济的初始网络,并采用1-1交换产生邻居集来拓展搜索空间寻找局优解.所有迭代中的最好方案作为电网规划问题的最优解.对于网络规模增大所引起的“维数灾”,提出5种邻居删减技术来提高算法的解算速度.算例分析证明了该方法的可行性、有效性.     

基于多种群免疫遗传算法的配电网网架规划

配电网网架规划是一个复杂的组合优化问题,传统的优化方法往往难以解决此类问题.提出一种多种群的免疫遗传算法进行配电网网架优化规划,采用多个种群针对优化目标的不同方面进行优化搜索.在遗传进化过程中,借鉴生物免疫机制对每个种群的染色体进行免疫算子操作,种群之间通过优秀个体转移进行交互,有效防止了种群退化,提高了种群的多样性和遗传算法的全局寻优能力.以网络年费用最小为优化目标建立配电网网架规划的数学模型,利用多种群免疫遗传算法求得优化解,通过具体实例验证了该算法的有效性.     

改进的WMN的QoS组播路由算法

无线Mesh网络（WMN）是一种新型的网络结构,服务质量（QoS）是影响其网络指标的关键因素,因此对WMN的QoS组播路由算法研究成为了一个新的研究方向．采用粒子群优化（PSO）算法应用到WMN的QoS组播路由,存在易早熟的问题,因而采用DE-PSO算法是差分进化（DE）算法与PSO算法一起进行WMN的组播路径寻优．仿真结果表明,DE-PSO算法相比PSO算法,具有收敛速度快、多样性的特点,而且发现DE-PSO算法提高了算法全局搜索能力,更符合无线通信实际的要求．     

基于改进萤火虫算法与动态窗口法融合的移动机器人动态路径规划

针对传统萤火虫算法无法有效躲避未知障碍物、收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,对其进行了改进,并将其与动态窗口法相结合,从而提出了一种移动机器人动态路径规划新算法。通过三种策略对萤火虫算法进行了改进：首先,采用Skew Tent混沌映射产生混沌序列对萤火虫种群进行初始化,提高萤火虫算法的全局收敛速度;其次,引入自适应步长平衡萤火虫算法全局和局部最优;最后采用差分进化算法通过变异、交叉和选择操作加强萤火虫算法的搜索能力。然后将改进萤火虫算法与动态窗口法相结合,使移动机器人在全局最优路径的基础上进行实时动态路径规划,在能保证全局最优路径的基础上有效躲避未知障碍物。本文基于MATLAB进行了仿真,仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于演化深度神经网络的无人机协同无源定位动态航迹规划

 针对多无人机在无源定位过程中协同动态规划航迹提高定位精度问题,提出基于演化深度神经网络的分布式动态航迹优化方法。首先将演化计算与深层前向反馈神经网络结合,设计基于演化神经网络的无人机协同无源定位动态航迹规划框架。以多无人机到达角（AOA）协同定位为例,利用定位过程中对目标估计的克拉美罗界（CRLB）生成最优训练集。通过无人机下一时刻与目标形成的相对构型作为系统学习的行为,从而得到下一时刻优化后的航迹点。实验结果表明,该方法相对于传统中心控制的无人机协同定位方法,具有更低的处理延时,能够以更短时间达到定位精度。     

基于差分进化算法的FMS中机器与AGV同时调度方法

针对柔性制造系统中机器与AGV（automated guided vehicle）同时调度问题，提出一种混合变邻域搜索的改进离散差分进化算法。以最大完工时间最小为优化目标，考虑机器与AGV双资源约束，建立相应的数学模型。为了同时调度机器与AGV，采用基于工序、机器、AGV的3层编码结构。通过改进差分进化（differential evolution，DE）算法的变异、交叉算子产生新个体以提高算法的全局搜索能力，并引入模拟退火算法中解的接受准则选择下一代。同时，为了增强算法的局部搜索能力，对算法每次迭代的最优个体进行变邻域搜索。通过算例计算和对比，证明了提出的改进DE算法的有效性、稳定性和优越性。     

A hybrid differential evolution algorithm for meta-task scheduling in grids

Task scheduling is one of the core steps to effectively exploit the capabilities of heterogeneous re- sources in the grid.This paper presents a new hybrid differential evolution(HDE)algorithm for finding an optimal or near-optimal schedule within reasonable time.The encoding scheme and the adaptation of classical differential evolution algorithm for dealing with discrete variables are discussed.A simple but ef- fective local search is incorporated into differential evolution to stress exploitation.The perfo...     

基于改进微分进化算法的机构综合新方法

针对机构综合的非线性方程组求解问题提出了一种改进的微分进化算法.该算法是将方程组转换成一个优化问题,在进化过程中,该算法根据进化情况采用动态参数调整机制提高算法的搜索效率,并且对种群重叠状况进行实时监视,对重叠个体利用混沌搜索策略来进一步提高算法的全局寻优能力.机构综合实例结果分析表明,文中提出的改进微分进化算法高效、且全局寻优能力强.