融合模拟退火的改进教与学优化算法

针对教与学优化算法(TLBO)在解决复杂优化问题时易陷入局部最优的缺点,提出了一种融合模拟退火的改进教与学优化算法(SAMTLBO).该算法首先对学员阶段做了改进,在保持TLBO算法简单易实现的基础上,利用模拟退火方法增强了TLBO算法摆脱局部最优的能力,最后用4种算法对8个无约束优化函数仿真.数值实验表明,该算法无论是在收敛速度还是在寻优精度上均优于基本TLBO算法、ETLBO算法和DMTLBO算法.     

一种改进的教与学优化算法

针对教与学优化(TLBO)算法在解决高维复杂优化问题时易陷入局部最优的缺点,提出一种改进的教与学优化(ITLBO)算法.该算法首先提出自适应教学因子,然后对学员阶段进行改进,使得学员的学习能力不仅受到学员之间的相互影响,而且受到老师的影响,从而增强算法的全局搜索能力.最后对6个无约函数进行实验测试,所得结果与TLBO算法进行比较.数值结果表明,ITLBO算法不论是在收敛速度还是在寻优精度上均优于TLBO算法.     

基于莱维飞行和高斯分布的改进教与学算法

教与学优化算法(TLBO)是一种基于课堂教学学习过程的新型元启发式算法,在解决众多科学和工程问题方面表现出了卓越的性能.然而,许多研究表明,TLBO在问题的求解过程中搜索能力较差,算法易陷入局部最优.针对这一问题,提出了一种基于莱维飞行和高斯分布的教与学优化算法(LTLBO-GD).一方面,将原有的TLBO算法与莱维飞行策略相融合,在教学阶段前期增强老师的学习能力,选择出教学能力突出的老师.另一方面,在学习阶段加入高斯分布局部搜索算子,引导学生进行自学习模式,高斯分布主要是对班级中某一维度进行搜索,从而增强算法单维搜索能力和收敛速度.测试实验结果表明,LTLBO-GD算法在求解精度和收敛速度上都有了显著的改善,并且在求解效果上也明显优于TLBO算法,在典型的标准测试函数优化问题中其优越性更加突出.     

基于非线性收敛因子和标杆管理的改进教与学优化算法

针对教与学优化算法寻优精度低、收敛速度慢以及局部最优避免性弱的问题,提出了一种改进教与学优化算法（MTLBO）。在算法的教学和学习阶段,分别引入了非线性收敛因子调整策略和标杆管理策略。基于2种策略的随机组合形成了3种不同的MTLBOs,与标准教与学优化算法（TLBO）的对比实验结果表明,3种MTLBO均优于TLBO,其中,引入2种策略的MTLBO3取得了最佳的数值实验结果,其远优于原始TLBO。为进一步验证提出算法的有效性,与其他著名的群智能优化算法进行了数值实验对比。数值结果和收敛曲线表明,MTLBO3的寻优性能明显优于其他对比方法,具有更高的求解精度、更快的收敛速度以及更佳的局部最优避免能力。最后,使用有约束的工程优化问题进一步验证了提出算法的有效性。     

求解烟草配送路径规划问题的新型智能优化算法

提出了一种求解烟草配送路径规划问题的新型智能优化算法ITLBO.受现代多样化学习方式的启发,在传统教与学优化(TLBO)算法的框架基础上,新增加了培训阶段、自学阶段和反向学习阶段,以提高算法的全局寻优能力和解的质量.引入迭代变化法、线性顺序交叉(LOX)、2-opt算子对每个学习阶段离散化,使得算法能很好适用于组合优化...     

一种改进的基于教与学的优化算法求解旅行商问题

提出了一种改进的基于教与学的优化算法(TLBO)求解旅行商(TSP)问题,阐述了TLBO算法的基本思想和求解步骤,给出了算法流程,针对算法在解决大规模问题时易陷入局部最优的缺陷,引入混沌搜索机制对其进行了改进.着重研究了改进后的TLBO算法求解TSP问题的求解结果和性能分析,通过benchmark实例进行了仿真实验,结果表明:与诸如遗传算法和粒子群优化算法等已有启发式算法相比,改进后的TLBO算法在求解TSP问题时性能更为优越,从而为TSP问题的求解找到了一条新途径.     

新型教与学优化算法及其在需水预测中的应用

针对教与学优化(teaching learning based optimization, TLBO)算法解决复杂优化问题易陷入局部最优且解的精度低的不足,提出一种高效的教与学优化算法(efficient TLBO, ETLBO)以提升标准TLBO的全局优化性能。在ETLBO中,通过双种群混洗策略将种群分成两组,通过老师单独对最差学生进行教学过程,加快算法快速收敛到全局最优。通过求解4个典型的数值函数,仿真结果验证了ETLBO算法的有效性。通过ETLBO算法优化选择极限学习机(extreme learning machine, ELM)模型参数,并构建ETLBO-ELM模型,将其应用于城市需水量预测中。仿真结果表明,ETLBO优化的ELM模型具有良好的预测精度和泛化能力。     

分布式两阶段混合流水车间调度

针对分布式两阶段混合流水车间调度问题(DTHFSP),提出一种教学优化算法(TLBO)求解工厂分配问题并设计一种启发式算法解决机器分配问题,以最小化最大完工时间.首先,采用均衡工厂负载的方法生成初始班级;然后,引入淘汰机制以加强对优势解的局部搜索效率,并在自学阶段增加反思过程强化教学结果;最后,通过大量实例实验验证了教学优化算法在求解分布式两阶段混合流水车间调度问题时的搜索优势.结果分析表明教学优化算法在求解分布式两阶段混合流水车间调度方面具有更好的稳定性和求解质量.     

基于二次插值教学优化的化工动态参数估计方法

动态参数估计问题的有效求解对于化工过程精确建模具有重要意义。针对动态参数估计问题,通过将二次插值算子引入到教学优化(TLBO)算法来加强其局部搜索能力,提出了二次插值教学优化(TLBO-QI)算法。此外,将TLBO-QI用于3个化工过程动态参数估计问题的求解,并与TLBO、蜂群优化以及粒子群优化进行了对比,计算结果表明了TLBO-QI可以获取精度更好的解。     

融合简化粒子群的教与学优化算法

教与学优化算法(teaching-learning-based optimization algorithm,TLBO)是一种基于班级"教师阶段"和"学生阶段"的新型群智能优化算法.针对算法求解高维非线性复杂优化问题时精度较低的缺点,提出一种混合的教与学优化算法(HTLBO).首先,对"教师阶段"中的学生平均水平重新定义,并采用一种自适应策略根据粒子的适应度值对学习因子动态取值;然后,在迭代的过程中,根据适应度值将种群分成两个子种群,对于适应度值好的子种群采用改进的教与学优化算法(ATLBO)更新以增加种群的多样性,对于适应度值差的子种群采用简化粒子群算法(SPSO)以提升子种群的收敛性;最后,通过10个无约束优化问题进行对比测试实验,结果显示,HTLBO在探索性能和收敛速度方面优于TLBO等其他4种类型的算法.     

带有全局交叉的修正和声搜索算法

为增强和声搜索算法的全局搜索能力,提出一种带有全局交叉的修正和声搜索(MHSgc)算法.MHSgc算法采用多和声记忆库协同创作,应用邻域学习策略进行调整,取代原有的基音调整,从而增加了种群多样性.同时,提出一种全局交叉操作,并融合到MHSgc算法中,防止算法陷入局部最小.针对几个标准函数进行了实验仿真,数值结果表明,上述算法优于文献报道的8种智能算法(HS,IHS,GHS,NGHS,EHS,ITHS,MPSO,RMDE),具有较好的优化潜力.     

一种新的优化神经网络权值算法及其应用

为克服和改进BP算法的不足,文章在分析遗传算法(GA)和粒子群优化(PSO)算法优越性与不足的基础上,提出了一种基于GA和PSO结合的算法——GA-PSO算法,用于训练神经网络权值.算法产生下一代个体时,不仅采用交叉和变异算子,而且在重新定义局部最优粒子的基础上,引入粒子群优化算法,有效地结合了遗传算法的全局收敛性能和粒子群优化算法的局部搜索能力.通过对异或问题和IRIS模式分类问题的学习,仿真结果明显好于单纯地用GA或PSO进行前向神经网络训练,能有效避免早熟收敛的同时,提高搜索精度.     

基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

针对蚁群算法中收敛速度和局部最优的矛盾,提出一种适用于静态环境的基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划方法.在环境建模方面,利用机器人起点和终点的位置建立环境的可视图.改进的蚁群算法将环境中局部的路径信息加入到信息素的初始化和路径选择概率中,提高了算法收敛速度的同时尽可能地避免算法早熟.当算法陷入停滞时,引入交叉操作并调整α,β和ρ的值,增加了算法的逃逸能力.仿真结果证明了所提方法提高了最优路径的搜索效率,整体性能优于标准蚁群算法.     

基于果蝇优化算法改进的粒子滤波及其在目标跟踪中的应用

针对粒子滤波算法重采样导致的样本贫化问题,提出一种基于果蝇优化思想的粒子滤波算法.该方法视粒子权值为个体适应度值,并将果蝇不断从低浓度的地方飞向高浓度的地方的觅食寻优过程引入到粒子滤波当中,驱使粒子不断向高似然区域移动,提高了粒子群的整体质量.为了解决标准果蝇优化算法易陷入早熟的问题,将遗传算法中的交叉、变异操作自适应地应用到果蝇优化算法寻优过程当中.首先通过交叉操作改善粒子分布,当果蝇优化算法陷入局部最优时,再采用柯西变异扰动,促使算法快速跳出局部极值并继续搜索全局极值.通过非线性模型仿真以及目标跟踪实验表明该算法有效提高了非线性系统状态估计精度,具有较好的稳定性,同时降低了状态估计所需的粒子数量.     

离散变量桁架结构拓扑优化的改进混合遗传算法

为了避免在结构拓扑优化过程中杆件和节点的增删带来计算上的麻烦,在对桁架结构进行受力分析的基础上设计了一些启发式准则来产生可能的拓扑结构形式,然后采用一种改进的混合遗传算法进行截面优化.混合遗传算法将离散复合形法引入到遗传算法中,一方面利用遗传算法为离散复合形法提供可行点;另一方面利用离散复合形法对遗传算法种群中的可行个体和不可行个体进行改进,从而提高了遗传算法的局部寻优能力,并对标准遗传算法在选择、交叉和变异操作上作了一些改进.它将两种算法的优点集中在一起,同时又弥补了两者的不足.算例的结果表明,该方法用于桁架结构拓扑优化是简单、快速和有效的.     

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。