SIGA:一种新的自适应免疫遗传算法

为了克服传统遗传算法收敛速度慢和容易陷入局部最优的不足,提出了一种新的自适应免疫遗传算法SIGA（Self-adaptive Immune Genetic Algorithm）。新算法对遗传算子进行改进,提出了自适应交叉和变异算子,保证了种群多样性和防止早熟现象发生;为了使免疫算子兼顾个体多样性和提高种群个体适应度的水平,提出了基于相似性矢量距离的免疫选择算法。实验表明,与传统的遗传算法和免疫算法相比,该算法收敛速度提高了3～90倍,求解精度达到10^-3,并有效地抑制了早熟现象。     

基于网格和排序的自适应遗传算法及其性能分析

提出了一种改进的自适应遗传算法.它使网格法思想在二进制编码表示个体的情况下得以实现，因此保证了初始种群内个体的遍历性和多样性；其遗传算子由个体在种群中的排序位置自适应地决定.该算法能维持种群内个体在各个运行阶段多样性，加快种群收敛速度，克服遗传算法早熟现象.几种典型的多峰函数优化结果证明该算法的有效性和实用性.     

基于宗族进行裂变选择的自适应遗传算法

提出了一种改进的自适应遗传算法,在选择算子中引入裂变选择的思想,避免种群中超级个体的出现,维持了种群的多样性。该算法改造了交叉算子和变异算子,提高了算法的收敛速度,避免早熟。同时,提出了在宗族中构造子代种群的思想,提高了算法的寻优效率。仿真函数优化的结果验证了该算法能有效地维持种群的多样性并迅速找到最优解。     

基于免疫遗传算法的多播QoS路由算法

提出一种基于自适应免疫遗传算法的多播QoS路由算法,该算法不仅能随种群进化的需要自适应调整交叉概率和变异概率,而且还通过引入免疫算子,在保证群体多样性的同时得到Pareto最优解.该算法能近似模拟自然界及生物个体竞争、繁衍和死亡的过程,具有较好的空间收缩能力和局部求精能力,能加快收敛速度和提高收敛精度.从而克服遗传算法的早熟问题.仿真结果验证了算法的有效性.     

一种改进的自适应遗传算法

针对传统遗传算法容易早熟及收敛速度慢的缺陷,提出了一种新的基于信息熵的遗传策略.该策略根据当前种群个体熵与种群熵的变化自适应调整遗传算子的各项参数,从而使得种群多样性得到保证,提高算法的全局搜索能力.试验结果表明了该方法在运行过程中能避免早熟的发生,在处理复杂问题时表现出较高的性能.     

一种基于免疫变异算子的改进型量子遗传算法

基于量子遗传算法进化方向随机性大、易早熟等缺点提出了一种改进的量子遗传算法.该方法采用了自适应染色体长度和旋转角度,提高了优化效率;引入了免疫算子,淘汰繁殖率低的个体,并通过操作染色体编码实现量子变异,以增强种群中基因多样性,避免算法陷入局部最优.对若干基准测试函数进行实验,结果表明相对于标准量子遗传算法,该算法在收敛速度、精度、稳定性以及克服早熟能力方面都有了显著的提高.     

基于混合遗传算法的自适应神经网络优化设计

传统遗传算法优化神经网络存在"近亲繁殖"、"早熟收敛"、收敛速度慢和容易陷入局部极小等缺点.将适应度与相应的个体数目相联系,提出一种自适应交叉变异概率,并将其用于遗传操作,使得个体具有较强的多样性,一定程度缓解种群"早熟";将单纯形法和遗传算法结合到一起,使遗传算法的搜索更具有方向性,提高遗传算法的搜索能力,加快收敛速度.仿真实验进一步证明本文提出的算法对加快收敛速度,防止"近亲繁殖",保持种群多样性比较有效.     

一种自适应混合遗传算法在求解病态线性方程组中的应用

简单遗传算法（SGA）在进化的后期由于种群个体的多样性急剧降低,可能会收敛于局部最优解,即出现“早熟”现象。针对简单遗传算法的早熟问题,从选择、交叉和变异三个遗传算子入手,设计了自适应遗传算子。同时为了克服SGA局部搜索能力差的缺点,结合共轭梯度法,实现了一种自适应混合遗传算法（Adaptive GA-conjugate gradient,即AGA-CG）。以核磁共振测井曲线线性化后的大型病态方程组为测试实例,对AGA-CG算法进行了验证。实验结果表明：AGA-CG算法是求解大型病态线性方程组的一种有效算法。     

应用自适应混合遗传算法求解病态线性方程组

简单遗传算法(SGA)在进化的后期由于种群个体的多样性急剧降低,可能会收敛于局部最优解,即出现早熟现象。针对简单遗传算法的早熟问题,从选择、交叉和变异三个遗传算子入手,设计了自适应遗传算子。同时为了克服SGA局部搜索能力差的缺点,结合共轭梯度法,实现了一种自适应混合遗传算法(Adaptive GA-conjugate gradient,即AGA-CG)。以核磁共振测井曲线线性化后的大型病态方程组为测试实例,对AGA-CG算法进行了验证。实验结果表明:AGA-CG算法是求解大型病态线性方程组的一种有效算法。     

自适应并行遗传算法实现有源滤波器的设计

提出一种改进的自适应并行遗传算法,通过设计自适应算子自动调节交叉和变异概率,采用基于岛屿交换模型实现多种群间信息交换,提高了种群的多样性和健壮性.将该方法用于滤波器的参数优化设计,给出4阶切比雪夫低通滤波器的设计结果,比较各种算法的性能,证明该算法收敛速度快,精度高,有效地克服了早熟现象.     

一种改进型遗传算法及其在规则提取中的应用

传统的遗传算法在处理复杂的优化问题时容易早熟收敛,陷入局部最优解。为此将免疫原理引入遗传算法,提出了一种新的亲和度定义策略——正弦型亲和度,该策略在对适应度调整时,前期有近似线性的抑制作用,后期则变得平缓。据此设计了一种改进型遗传算法,以提高遗传算法的全局寻优和局部搜索能力。实验结果表明,改进型遗传算法在处理高维多峰函数的收敛速度和收敛精度方面均优于基本遗传算法。以发动机稳定工作状态为例,应用改进型遗传算法实现了飞行状态分类规则的自动获取。测试结果表明,只要训练样本选取得当,获取的规则简洁、有效。     

一种考虑环境作用的协同免疫遗传算法

在综合考虑了环境对生物进化的影响、免疫算法的结构以及遗传算法部分算子的基础上,提出一种考虑环境作用的协同免疫遗传算法(ESIGA),以实现提高算法搜索速度和全局搜索能力的目标.在该算法中,设计了克隆环境演化算子和自适应探索算子,并构造了3个子种群协同进化以发挥克隆环境演化算子的影响,从而提高算法的全局搜索能力.引入的自适应探索算子和克隆环境演化算子,使算法具备了一定的学习能力,可加速搜索和防止早熟.构建的主种群和协同种群相互影响,使得算法对环境具有改良能力,加强了克隆环境演化算子的性能,而精英种群则加强了算法在优质个体邻域的搜索能力.采用13个常用无约束优化问题测试函数对算法做了检验,测试数据表明:ESIGA算法与正交遗传算法相比,其搜索速度要快于正交遗传算法1～2倍,并能够处理1 000维的高维优化问题.     

基于克隆选择的小世界优化算法

针对小世界算法在多极值等复杂函数优化中存在算法后期种群多样性退化、全局搜索效率下降等问题,提出一种基于种群克隆选择的小世界优化算法。该算法以小世界现象信息传递的高效性改进克隆过程中体细胞高频变异的随机性,实现克隆增殖、克隆选择以及小世界网络短连接等算子在局部空间的搜索,克隆删除与小世界随机长连接在全局空间的搜索。实验结果表明:各种克隆算子与小世界变异算子相结合,增加了种群的多样性,扩大了搜索范围。与其他算法相比,该算法在收敛速度和多极值点函数搜索能力等方面具有明显改善。     

一种基于分层模糊控制的免疫遗传优化算法

针对标准遗传算法的不足,借鉴生物免疫机理和人脑模糊思维功能提出一种新的基于分层模糊控制的免疫遗传算法.该算法利用免疫系统独特性网络学说,改进标准遗传算法选择算子,提高了种群多样性;同时从环境、种群、个体和基因角度,全面分析算法寻优性能和各种进化参数的启发式模糊关系,采用模糊推理动态调整交叉率、交叉位置和变异率,减小了标准遗传操作的随机性.实验结果表明,新算法不仅可有效克服标准遗传算法的缺陷,而且收敛速度、计算精度和算法稳定性也得到明显提高.     

基于自适应并行遗传算法优化设计的有源滤波器

提出一种用于有源滤波器的改进自适应并行遗传算法设计.引入了两个自适应算子:其一根据进化过程实现交叉和变异概率的自动调节;其二通过设计随机个体集和健壮个体集,实现种群个体的多样性和保护适应度高的个体不被破坏.采用基于岛屿的交换模型实现多种群间信息交换,扩大了种群的规模和相应的搜索空间.给出了利用该方法设计四阶切比雪夫低通滤波器的设计结果,并与基本遗传算法进行了比较实验,结果表明该算法收敛速度快、精度高,有效地克服了早熟现象.为大规模有源滤波器设计提供了方法上的支持.     

基于免疫遗传算法的炼钢最优炉次计划研究

针对炼钢最优炉次计划问题难以准确求解的实际情况,建立了一种含有0-1变量的整数规划模型,为了求解该优化模型,提出了一种新的免疫遗传算法.该算法通过将免疫算法和遗传算法相结合,在传统遗传算法中加入免疫算子,并且引入了新的个体选择概率模型,有效防止了算法过早收敛的现象.针对该类优化问题的特性,设计了自适应的交叉率和变异率准则,动态调整交叉率和变异率,提高了该算法的精度.基于工厂的实际数据,进行了仿真实验,实验结果表明该免疫遗传算法比普通遗传算法有着更高的搜索精度,证明了该算法在实际炼钢最优炉次计划问题中的有效性和准确性.     

A novel algorithm of artificial immune system for high-dimensional function numerical optimization

Artificial immune system has become a researchhot spot after the neural network, fuzzy logic andevolutionary computation[1,2]. Clone means propagat ing asexually so that a group of genetically identicalcells can be descended from a single common ances tor, such as a bacterial colony whose members arisefrom a single original cell as the result of binary fis sion. The idea has been extensively applied in somefields like computer programming[3,4], system con trol[5], interactive para…     

A novel algorithm of artificial immune system for high-dimensional function numerical optimization

Based on the clonal selection theory and immune memory theory, a novel artificial immune system algorithm, immune memory clonal programming algorithm (IMCPA), is put forward. Using the theorem of Markov chain, it is proved that IMCPA is convergent. Compared with some other evolutionary programming algorithms (like Breeder genetic algorithm), IMCPA is shown to be an evolutionary strategy capable of solving complex machine learning tasks, like high-dimensional function optimization, which maintains the diversity of the population and avoids prematurity to some extent, and has a higher convergence speed.     

求解单级多资源约束生产批量计划问题的免疫遗传算法

通过对单级多资源约束生产批量计划问题(SLCLSP)模型进行分析,提出了基于免疫遗传算法(IGA)求解该问题的方法.此算法在保留基本遗传算法(SGA)随机全局搜索能力的基础上,借鉴生物免疫机制中抗体的多样性保持策略,大大提高了算法的群体多样性.实验结果表明,免疫遗传算法可有效改善基本遗传算法的未成熟收敛和局部搜索能力差的缺点,具有很好的全局收敛能力,使全局收敛性及收敛速度两方面均得到提高,能有效解决SLCLSP问题.     

小生境技术对遗传算法的改进作用研究

将标准遗传算法用于最优化问题时存在早熟收敛和后期收敛速度缓慢的现象.本文扼要分析了遗传算法的运行机制,提出一种基于小生境改进遗传算法;对复杂函数的遗传优化仿真实验数据表明,改进的遗传算法不但具有良好的全局收敛可靠性,而且具有快的收敛速度.