一种自适应混合变异的引力搜索算法

【目的】针对引力搜索算法在求解优化问题时易陷入局部极值问题,提出了一种自适应混合变异的引力搜索算法。【方法】采用动态调整粒子速度和位置的更新公式,提高算法搜索精度。引入变异算子,对最优粒子进行高斯变异,对非最优粒子进行自适应 t 分布变异。【结果】提高算法在求解函数优化问题时的全局探索能力和局部开发能力。【结论】用 9 个标准测试函数的仿真实验,与标准 GSA 及改进算法进行比较,结果表明所提出算法具有较强的收敛精度和鲁棒性。
     

一种自适应混合变异的引力搜索算法

【目的】针对引力搜索算法在求解优化问题时易陷入局部极值问题,提出了一种自适应混合变异的引力搜索算法。【方法】采用动态调整粒子速度和位置的更新公式,提高算法搜索精度。引入变异算子,对最优粒子进行高斯变异,对非最优粒子进行自适应t分布变异。【结果】提高算法在求解函数优化问题时的全局探索能力和局部开发能力。【结论】用9个标准测试函数的仿真实验,与标准GSA及改进算法进行比较,结果表明所提出算法具有较强的收敛精度和鲁棒性。     

一种自适应混合纵向多变异粒子群算法

为克服标准粒子群算法搜索后期收敛速度慢、容易陷入局部最优的缺点,通过引进自适应惯性权重因子平衡标准粒子群优化算法的全局搜索和局部改良能力,同时设计了均匀分布变异和高斯分布变异相结合的粒子群混合纵向多变异策略,来提高算法摆脱局部极值和局部寻优的能力.根据提出的改进算法流程,针对公认的Sphere,Rastrigin,Griewank和Salomon四种标准测试函数进行了收敛精度和收敛速度的测试.测试结果表明,在标准粒子群、自适应权重粒子群、自适应变异粒子群和自适应混合多变异粒子群4种算法中,提出的新算法具有最好的全局最优值搜索能力和最稳定的全局收敛特性,且在提高收敛速度的同时,有效地避免了早熟收敛问题.     

基于扰动的自适应粒子群优化算法

【目的】针对标准粒子群优化算法在应用中暴露出的缺点,如在迭代后期收敛速度慢、搜索精度不高、容易陷入局部最优等,提出一种基于扰动的自适应粒子群优化算法。【方法】该算法将扰动因子加入速度更新公式中,使种群搜索范围扩大;采用自适应的惯性权重,以起到平衡全局和局部寻优能力的作用;对最优粒子进行自适应的柯西变异,拓展最优粒子的搜索空间,降低粒子陷入局部最优的可能性;最后对算法进行仿真实验。【结果】新算法能够增强全局搜索能力,有效避免局部最优,具有更快的收敛速度。【结论】新算法克服了标准粒子群优化算法的缺点,为进一步研究粒子群优化算法的改进和应用提供科学依据。     

基于混合变异算子的布谷鸟优化算法

针对布谷鸟寻优算法在多维优化函数搜索中存在收敛速度慢、寻优精度低的缺陷,提出了一种基于混合变异算子的布谷鸟优化算法。该算法在每次迭代后采用全局收敛引导的非均匀变异算子对鸟窝位置进行变异,再根据最优位置适应度值的变化率确定是否陷入了局部最优值,若陷入局部最优则利用高斯变异算子对鸟窝位置进行调整,从而提高了收敛速度以及寻优精度。通过6个经典测试函数的测试,实验表明改进后的布谷鸟算法具有较好的寻优精度和收敛速度。     

基于寄生行为的双种群萤火虫算法及其在柴油调合中的应用

在实际的化工过程中会遇到许多非线性优化问题。常规群智能优化算法在解决这类问题时,常出现收敛精度差和容易陷入局部最优,本文针对此提出了一种基于寄生行为的双种群萤火虫算法(FAPB)。该算法将进化种群均分为两个种群,通过生物的寄生行为将两个种群联系起来,共享进化信息,提高了全局搜索能力;为防止算法陷入局部最优,引入基于自适应系数的高斯变异机制,提高了局部搜索能力。对4个经典测试函数进行仿真,结果表明:与标准FA算法、FALS算法、LDPSO算法比较,FAPB算法在收敛精度和全局搜索能力上都有较大提升。将该算法应用于柴油调合过程,结果验证了其在实际应用中的可行性。     

采用动态知识因子的基于知识共享的优化算法

针对基于知识共享的优化算法(GSK)之不足,提出一种采用动态知识因子的基于知识共享的优化算法(DKGSK)。首先,个体通过自适应权重来调节其搜索,在算法前期以较大步长进行全局探索,增强了算法全局探索能力;在算法后期以较小步长进行局部搜索,提升了算法局部开发能力。其次,个体使用动态知识因子来调控其搜索步长,使搜索步长更具灵活性和随机性,提升了个体的局部搜索能力,从而增强了算法的局部开发能力。再次,个体借助列维飞行增强其跳出局部最优的能力,从而增强了算法规避陷入局部最优的能力。通过12个基准测试函数的数值实验与仿真,结果表明DKGSK的全局收敛速度和优化精度方面均得到了明显的改善,规避陷入局部最优的能力得到了增强。     

一种基于多策略的改进黏菌算法

针对黏菌算法(slime mould algorithm, SMA)搜索效率低和陷入局部最优的问题,本文提出一种多策略改进黏菌算法。首先,通过Tent映射反向学习策略求得较优种群作为初始种群,提高算法收敛速度;其次,黏菌通过自适应权值策略和扰动策略更新位置,调整算法勘探能力和开发能力,避免陷入早熟并提高收敛速度;最后,与PSO、WOA、GWO、SMA等4种算法和相关改进SMA算法相比,对CEC测试函数的寻优结果表明：本文改进算法的搜索效率和避免陷入局部最优能力较强,算法能在较短时间内找到全局最优值,对测试函数的收敛速度和收敛精度均有不同程度提高。     

蚁群优化算法在发电机励磁控制中的应用研究

针对现有发电机励磁控制器参数优化中存在的寻优时间长、易陷入局部最优的问题,提出了一种引入杂交及变异算子的蚁群算法。该算法利用蚁群算法良好的全局寻优能力,避免搜索陷入局部最优,同时借鉴遗传算法的思想,利用杂交及变异算子来进行局部寻优,使其能快速搜索到全局最优点。MATLAB仿真结果表明,该算法可行且有效。     

一种新的自适应步长果蝇优化算法

针对基本果蝇优化算法(FOA)易陷入局部最优、寻优精度低和后期收敛速度慢的问题,提出了一种自适应步长果蝇优化算法(ASFOA).该算法在运行过程中根据上一代最优味道浓度判断值和当前迭代次数来自适应调整进化移动步长,使算法在初期的步长大而避免种群个体陷入局部最优,到后期果蝇移动的步长变小而获得更高的收敛精度解,并加快收敛速度.通过6个标准测试函数对改进算法进行仿真测试,结果表明ASFOA算法具有更好的全局搜索能力,其收敛精度、收敛速度均比FOA算法及参考文献中其他改进果蝇优化算法有较大的提高.     

一种基于跳出局部最优机制的自适应响应面方法

【目的】针对昂贵黑箱函数优化问题提出一种能够更好平衡局部搜索和全局搜索的响应面方法。【方法】对径向基函数响应面约束优化算法进行了改进,首先增加了判断陷入局部最优的机制,然后引入填充函数方法辅助选择新采样点,进而利用新采样点跳出局部最优。【结果】在37个公开的全局优化算法测试问题上的数值实验表明,本文提出的基于填充函数跳出局部最优机制的自适应响应面算法能够收敛到更好的近似全局最优解。【结论】基于填充函数方法的局部最优解跳出机制能够提升算法的全局搜索能力。     

基于自适应调整权重和搜索策略的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法(WOA)收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优的问题,提出一种基于自适应调整权重和搜索策略的鲸鱼优化算法(AWOA).设计一种随着鲸鱼种群变化情况而自适应调整权重的方法,提高了算法的收敛速度; 设计一种自适应调整搜索策略,提高了算法跳出局部最优的能力.利用23个标准测试函数,分别针对高维和低维问题进行测试,仿真结果表明,AWOA在收敛精度和收敛速度方面总体上明显优于其他多种改进的鲸鱼优化算法.     

一种基于云模型的自适应蚁群算法

针对蚁群算法在解决大规模优化问题中易陷入局部最优及收敛速度慢等缺陷,提出了一种基于云模型的自适应蚁群算法。通过对信息素分布状况进行评价,自适应地调整云模型中各参数,并根据云模型参数,确定全局最优及次优路径,进行全局信息素更新,以改善算法的全局搜索能力。同时,为了避免算法陷入停滞,将信息素大小限制在一个最大最小区间。仿真实验结果验证了提出的算法的高效性和稳定性。     

一种改进的自适应粒子群算法

针对标准粒子群优化算法早熟收敛、易陷入局部最优、收敛精度低等缺点,提出了一种改进的自适应粒子群算法.该算法在每次进化后自适应地更新每个粒子的惯性权重和学习因子,并对粒子进行排序,实现了自适应调整局部搜索和全局搜索的功能.与标准粒子群算法在6个标准测试函数上的实验进行比较并进行了t检验分析.结果表明,该算法具有很好的性能.     

基于跨邻域搜索的连续域蚁群优化算法

针对连续域蚁群算法寻优能力差、容易产生局部最优的问题,提出了一种基于跨邻域搜索的改进蚁群算法。首先,通过自适应种群划分方式计算可行解和不可行解群体;然后,针对不可行解群体利用自主选择学习算子选择对象进行学习,目的是不断扩大种群规模,避免算法陷入局部极值点,继而对可行解群体采取全局跨邻域搜索的方式,引导蚂蚁向全局最优解靠近,加快收敛速度;最后,基于全局最优解采用局部跨邻域的方式引导蚂蚁在小范围内进行细致搜索,提高收敛精度。通过与其他连续域蚁群优化算法针对CEC2017测试函数在低维和高维情况下的实验对比,证明本文算法具有较好的寻优能力和稳定性,能有效避免陷入局部最优。     

基于主附种群结构的遗传算法

介绍了一种基于新的变异算子多种群的新遗传算法，该算法可用来解决复杂的多峰函数优化问题．解决这些问题的传统遗传算法经常陷入局部最优，新算法引入一种新的基于主群、附属子群的结构可避免传统遗传算法难以克服的早熟收敛．在该结构中，主群采用新的变异算子来保持良好的群体分布，并促使较优模式的快速增长，附属子群设计在有限区域内获取局部最优．用搜索历史记录及主子群体通讯能减少搜索空间，以获取全局最优和几个局部最优．搜索局部最优和全局最优可用于多人脸检测以及路径寻优问题．实验表明，该算法已在几个复杂的多峰函数优化上取得了较好的结果．     

基于自适应惯性权重的混沌粒子群算法

针对粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法易陷入早熟的缺陷,提出了一种基于自适应惯性权重的混沌粒子群算法。首先利用立方映射产生的混沌序列对粒子位置进行初始化,为全局搜索的多样性奠定基础;然后采用自适应惯性权重优化策略,提高收敛速度;最后如果判断算法陷入早熟,则对算法进行混沌扰动,使其跳出局部最优。仿真实验结果表明,改进算法的收敛速度及收敛精度都有明显提高,能有效地避免早熟。     

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。     

基于改进樽海鞘群算法的提梁机主梁轻量化设计方法

针对樽海鞘群算法在优化过程中存在收敛速度慢、求解精度低、易于陷入局部最优解等缺点，提出了基于柯西和高斯混合变异的一种自适应变异策略的樽海鞘群算法，该算法通过选出适应度值最好的前S个个体进行自适应变异，可避免算法陷入局部最优解.通过柯西和高斯变异动态调整参数的变化提高算法的局部搜索能力和收敛速度.选取10个测试函数分别对樽海鞘群算法及改进樽海鞘群算法进行测试比较.数值分析表明，改进的樽海鞘群算法收敛速度快，寻优能力强且精度高.将改进后的算法用于提梁机主梁结构的优化设计中，该结构在满足强度、刚度、稳定性等设计要求条件下，主梁的截面积减少了13.58%,轻量化效果显著，表明该算法具有良好的工程应用价值.     

基于全局最优值的群搜索优化算法

标准群搜索优化(group search optimizer,GSO)算法在搜索的前期易于陷入局部最优,造成收敛速度变缓甚至在搜索时停滞等问题。针对以上问题对GSO算法进行改进,提出一种基于全局最优值的群搜索优化(global optimal value-based group search optimizer,GGSO)算法,弥补标准群搜索优化算法在搜索的前期易于陷入局部最优的缺陷。通过在GSO算法搜索过程中加入全局最优值方式,改进"发现者–加入者"模型,从而加快算法收敛速度。11个国际标准测试函数的对比实验表明,GGSO算法无论在算法精度还是收敛速度上都优于标准GSO算法。