一种融合多种策略的改进鲸鱼优化算法

针对标准鲸鱼优化算法容易陷入局部最优、收敛精度低的问题,提出一种融合动态划分等级策略和交叉存档策略的自适应鲸鱼优化算法,记为IWOA。首先引入自适应收敛因子,根据适应度值动态调整个体在迭代过程中的包围步长,平衡算法的探索和开发能力;然后对适应度不同的个体采用不同的自主学习策略,在增加种群多样性的同时加快算法的收敛速度;最后提出一种交叉存档策略,赋予陷入更新停滞的个体更好的位置,增强算法跳出局部最优的能力。在22个基准测试函数上的实验结果表明,IWOA在收敛速度和寻优精度等方面均有显著改善。在压力容器设计问题中的应用也表明IWOA可以有效解决复杂的非线性优化问题。     

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.     

基于Iterative映射和非线性拟合的鲸鱼优化算法

为解决鲸鱼优化算法中收敛速度慢和寻优精度低等问题,提出一种基于Iterative映射和非线性拟合的鲸鱼优化算法（NWOA）。首先,该算法利用了Iterative映射对鲸鱼种群初始化,保证初始种群的多样性;其次,采用非线性拟合的策略对收敛因子和惯性权重进行改进,以平衡算法的全局勘测能力和局部开发能力。通过对13种函数进行仿真实验,从均方差和平均值的角度分析,改进后算法寻优精度显著提高,且稳定性较强。实验结果表明NWOA与传统的鲸鱼优化算法相比,收敛速度明显加快。     

鲸鱼优化算法及断路器触头弹簧小型化设计

为了克服低压断路器体积大、分断性能差等缺陷,结合弹簧约束条件构建触头弹簧小型化数学模型,提出一种改进的鲸鱼优化算法(CA-WOA)进行优化求解,即在标准鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)的基础上,结合云模型与自适应权重策略改进鲸鱼优化算法,引入云模型加强算法的全局与局部搜索能力,避免陷入局部极值;再引入自适应权重策略,提高算法的收敛速度与精度;通过经典测试函数仿真和对比分析,表明其改进算法具有更好的性能.进而,采用改进的鲸鱼优化对所构建的触头弹簧数学模型进行迭代寻优,实验结果表明其改进算法能够有效地减小触头弹簧质量与体积,实现低压断路器小型化目标.     

IWOA和BP神经网络的压缩机故障检测算法

针对压缩机故障难以检测与分类的问题,传统的方法是采用BP神经网络的检测方法,利用从压缩机语音信号中提取的识别特征来预测压缩机故障类型,该方法具有良好的可行性,但是BP神经网络容易陷入局部最优值的情况,从而导致了预测精度较低和稳定性较差的问题。因此,本文提出了改进的鲸鱼优化算法(IWOA)和BP神经网络的模型,首先通过优化WOA中的搜索猎物被执行的概率和包围猎物向最优个体聚集的过程,从而提高了IWOA的全局搜索能力和收敛速度,其次将IWOA对BP神经网络的权值和阀值进行深度寻优,从而提高了BP神经网络的预测精度和稳定性,最后将该模型运用到压缩机故障检测实验中。实验结果表明,与其他模型相比,证明了IWOA和BP神经网络提高了预测精度,且具有良好的稳定性。     

改进鲸鱼算法及其在乘员约束系统中的应用

针对鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)"早熟收敛"的缺陷,文章提出一种改进的鲸鱼优化算法(modified whale optimization algorithm,MWOA).该算法在WOA的基础上嵌入自适应权重来协调算法的全局搜索与局部开发,同时引入反向学习策略和相关性...     

改进鲸鱼优化算法及其在混流U型装配线平衡问题的应用

为提高鲸鱼优化算法的寻优效果和求解稳定性,通过改进算法的种群初始化、局部搜索、越界处理方法和收敛因子,提出一种改进的鲸鱼优化算法 。 采用基于切割法的均匀设计种群初始化方法,改善算法初始种群的均匀性;通过引入基于NEWUOA算法的局部搜索算子,提高算法的局部搜索能力;在算法的越界处理方面,提出一种基于环形区间和随机波动的方式,降低算法陷入局部最优的可能;引入了非线性收敛因子和自适用权重,均衡算法的局部和全局搜索,并进一步增强搜索的精细度。通过7个单模态、多模态以及固定维度的基准测试函数进行了数值仿真实验,验证了改进的鲸鱼优化算法相较于遗传算法、鲸鱼优化算法以及其他改进的鲸鱼优化算法,在寻优效果和求解稳定性方面具有优越性。 针对混流U型装配线平衡问题,考虑最小化装配线的节拍时间,将改进的鲸鱼优化算法用于问题求解;在解码阶段,设计一种基于阈值的解码方法,优化工序的分配过程;最后计算了21个混流装配线算例,结果表明,改进的鲸鱼优化算法在20个算例中求得了更优解,相较于其它算法,节拍时间平均降低3.02%。     

基于改进鲸鱼优化算法的GBDT回归预测模型

针对梯度提升决策树（gradient boosting decision tree, GBDT）参数难以选择的问题, 提出一种基于改进鲸鱼优化算法（improved whale optimization algorithm, IWOA）的GBDT回归预测算法. 首先, 提出一种改进的鲸鱼优化算法, 利用混沌映射初始化种群提高种群多样性, 引入惯性权重与差分进化算法中的变异交叉策略解决迭代后期易陷入局部最优的问题； 其次, 利用IWOA对GBDT的关键参数寻优, 避免参数选择的盲目性, 提高回归预测模型的泛化能力； 最后, 建立IWOA-GBDT回归预测模型, 并利用UCI数据集对模型进行验证. 实验结果表明, 相比于决策树、 支持向量机、 Adaboost和GBDT算法, 该模型算法具有更好的拟合效果, 并有一定的实用价值.     

基于改进鲸鱼算法的并网型微网能量管理

为解决并网型风/光/柴/储微电网的能量管理问题,以经济性和环保性为目标函数,考虑各发电设备安全稳定运行作为约束条件,构建并网型微网容量优化配置模型;采用差分排序和差分变异的优化策略且引入Lévy飞行轨迹的机制来改善标准鲸鱼算法(whale optimization algorthm,WOA)的收敛精度和收敛速度;基于所提的风-光-储-网-柴的调度策略,采用改进鲸鱼算法求解配置模型。挑选某地一年四季4个典型日进行案例分析。结果表明:本文所提出的调度策略和配置模型具有合理性;改进的WOA算法能够有效地解决微网能量管理问题,在全局搜索和寻优能力方面具有优势。     

基于混沌和差分进化的混合蝙蝠算法

提出一种基于混沌和差分进化的混合蝙蝠优化算法.把基于Logistic映射的混沌序列引入到种群初始化中,在算法迭代过程中,通过一种早熟判断机制,对早熟的粒子进行差分进化算法的交叉、变异和选择操作,增强算法的多样性和全局寻优能力,有效避免陷入局部最优.通过8个标准测试函数的仿真结果表明,改进后的算法可以有效提高收敛精度和收敛速度.     

基于高斯分布的ABC算法及应用

为了克服标准人工蜂群算法中容易陷入局部最优的缺陷、改善寻优过程中随机性过强的缺点,提出一种基于高斯分布的改进人工蜂群算法.通过高斯分布将局部最优和当前全局最优进行比较,从而能较快跳出局部可行区域,并且有较快的收敛速度.最后通过四个常用的数学测试函数进行测试,并将结果和标准ABC、GABC算法进行比较,结果表明改进算法在寻优能力和收敛速度上都有所提高.将改进算法应用于图像边缘检测时,较标准ABC取得了不错的效果.     

基于蜣螂优化的改进粒子群算法

针对标准粒子群算法存在的局部最优、早熟和慢收敛等问题,提出了一种新的粒子群更新方法。改进了算法惯性权重,引入一种新的更新方式;借鉴蜣螂优化算法中蜣螂滚球、繁殖、觅食和偷窃行为,将基本粒子群的操作划分为寻优、变异、波动和跳跃,从而提高了算法的全局寻优能力和收敛速度,并避免了早熟问题。通过与其他9种智能算法进行实验对比表明,在10个基准测试函数中,基于蜣螂优化的改进粒子群算法在寻优能力和收敛速度方面表现出色,证实了该算法的优越性。     

基于混合鲸鱼优化算法的鲁棒多用户检测

针对冲击噪声环境下多用户检测误码率高的问题,提出一种基于混合鲸鱼优化的鲁棒多用户检测算法。该算法首先利用基于非线性控制策略的改进鲸鱼优化算法,加速寻优算法迭代过程的收敛;再利用自适应差分进化算法丰富算法种群个体信息,增强优化算法的全局收敛性;同时将适应度较好的个体信息保存到集合中,以保证下一次迭代寻优方向的可靠性,最终实现对最优解位置的快速解算。仿真结果表明,基于本文算法设计的多用户检测器相比采用遗传算法、差分进化算法,以及鲸鱼优化算法的多用户检测器寻优迭代次数更少,且误码率低。     

一种引入复合形法的改进引力搜索算法

针对引力搜索算法求解复杂问题时搜索精度不高、易出现早熟收敛问题,提出一种引入复合形法的改进引力搜索算法。该算法在寻优初期利用引力搜索算法进行全局搜索,同时对引力系数进行改进,以提高全局收敛速度;在寻优后期,当算法出现早熟收敛现象时,引入复合形法,利用复合法较强的局部搜索能力,帮助种群快速跳出局部最优解。通过5个标准测试函数验证了改进算法的可行性和有效性。与标准引力搜索算法、基于权值的引力搜索算法、记忆性引力搜索算法相比,该算法具有更高的收敛精度和更快的收敛速度。     

一种随机调整控制参数的鲸鱼优化算法

针对标准鲸鱼优化算法在处理复杂优化问题时出现搜索精度低和易出现早熟收敛等缺点,提出一种随机调整控制参数的改进鲸鱼优化算法(EWOA)。受粒子群优化算法中惯性权重的启发,利用随机分布的方式调整控制参数,以平衡鲸鱼优化算法的全局搜索和局部搜索能力。对当前最优个体执行服从正态分布的变异扰动,以避免算法出现早熟收敛现象。此外,采取佳点集方法替代随机方法产生初始个体以提高算法的全局收敛速度。6个标准测试函数的仿真实验结果表明EWOA能有效处理高维复杂优化问题。     

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。     

收敛因子非线性变化的鲸鱼优化算法

针对基本鲸鱼优化算法在处理复杂全局优化问题时存在解精度低和收敛速度慢等缺点,提出一种收敛因子随进化迭代次数非线性变化的改进鲸鱼优化算法.该算法利用混沌方法替代随机方法初始化种群,使群体具有较好的多样性.受粒子群算法惯性权重启发,设计出一种随进化迭代次数增加而非线性变化的收敛因子更新公式,以平衡算法的全局搜索和局部搜索能力.对当前最优鲸鱼个体执行混沌扰动策略以扩大其搜索范围.选取6个高维标准测试函数进行数值实验,结果表明该算法具有较高的收敛精度和较快的收敛速度.     

基于聚集度改进的多过程搜索鸟群算法

针对鸟群算法在寻优后期极易陷入局部最优和过早收敛等问题,引进个体异向觅食过程、飞行转移过程、位置异化过程搜索策略,提出一种基于聚集度改进的多过程搜索鸟群算法。通过引进种群相似度和聚集度的概念来描述鸟群在觅食过程中位置的变化,增加鸟群觅食的可行性搜索范围;在鸟群寻优之后依概率重新随机赋值寻优位置,从而有利于鸟群全局寻优与局部寻优之间的平衡;在模拟鸟群飞行过程中引进学习机制以克服原始鸟群中个体信息交流的单一性,增加鸟群内部信息流动的多样化从而有效提升算法活力,进而改善算法后期易陷入局部最优的状况。实验分析表明,改进方法可以有效提升鸟群的寻优能力、收敛速度和解的稳定性等性能。     

改进蝴蝶优化算法-投影寻踪模型在区域河长制考核评价中的应用

为科学考核评价区域河长制工作,构建改进蝴蝶优化算法(IBOA)-投影寻踪(PP)评价模型,以文山州2017年、2018年和2020年河长制考核评价为例进行实例研究.选取4个典型测试函数对IBOA进行仿真验证,并与基本蝴蝶优化算法(BOA)、鲸鱼优化算法(WOA)、布谷鸟搜索(CS)算法等8种算法的仿真结果进行对比.从水资源保护、水域岸线管理、水污染防治、水环境治理与水生态修复、执法监管5个方面遴选23个指标构建区域河长制考核评价指标体系和分级标准,在各分级标准阈值间采用随机内插的方法生成样本构建考核评价投影目标函数,利用IBOA-PP模型对实例各年度河长制进行考核评价.结果表明,IBOA寻优精度优于BOA、WOA、CS等8种算法,具有较好的收敛速度、极值寻优能力和跳出局部极值能力.IBOA-PP模型对实例2017年河长制考核评价结果为"不及格"、2018年评价为"及格",规划年2020年评价为"优秀".     

基于莱维飞行和布朗运动的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法存在的求解精度不高、收敛速度较慢和易陷入局部最优等缺点，设计了一种基于莱维飞行和布朗运动的鲸鱼优化算法.先利用莱维飞行方法对鲸鱼种群进行初始化，以增加初始种群的多样性；再根据布朗运动原理对鲸鱼种群的位置更新进行随机扰动，以避免算法提前陷入局部最优.将改进的鲸鱼优化算法与鲸鱼优化算法、粒子群优化算法、遗传算法和蚁群优化算法在7个不同的基准测试函数上进行对比测试，结果表明，改进的鲸鱼优化算法在求解精度、收敛速度方面均优于其他4种算法.对初始化阶段采用莱维飞行策略的改进鲸鱼优化算法与采用随机搜索策略的鲸鱼优化算法的初始解探索范围进行仿真对比实验，结果表明，改进鲸鱼优化算法一定程度上可以避免陷入局部最优.