一种新的快速进化策略的设计与实现

对遗传程序设计思想进行拓展 ,通过对传统的进化策略进行改进 ,设计出一种新的快速全局寻优算法 ,该算法克服了传统的进化策略的缺点。实验表明这种新算法收敛速度快、有极强的避免局部极值的全局优化能力。     

自适应基因表达式程序设计研究及应用

针对基因表达式程序设计(GEP)是基于基因型和表现型的新型遗传算法,它综合了遗传算法(GA)和遗传程序设计(GP)的优点,但在解决具体问题时有收敛速度较慢、易陷入局部最优和拟合度不高等缺陷,提出一种自适应基因表达式程序设计算法(AGEP),它将差分突变搜索、混沌重组和变异操作、灾变算子运用于GEP中;最后将其应用于实例中,并将其所得结果与传统的基因表达式程序设计结果进行比较。研究结果表明:该算法不仅提高了算法的精度和收敛速度,而且有效地克服了不成熟收敛,理论证明该算法全局收敛;改进的基因表达式程序设计性能良好。     

具有全局收敛性的改进萤火虫优化算法

对萤火虫优化(Glowworm swarm optimization,GSO)算法全局收敛性及其改进算法性能进行了研究。分析了GSO全局收敛性,针对其收敛效率低的缺陷,提出了一种基于族群划分的改进GSO算法,借鉴混合蛙跳算法思想,将萤火虫群体进行族群划分,局部搜索及全局信息交换的方式改善了算法性能,通过引入萤火虫移动组元概念,改进了萤火虫更新策略,在此基础上,利用混沌优化技术,对萤火虫群体进行初始化,使得算法获得较高质量的初始解群体,并证明了改进算法以概率1收敛于全局最优,最后,采用经典测试函数进行测试,仿真结果表明,改进的萤火虫优化算法在收敛速度及求解精度上有明显改善。     

遗传算法和蚁群算法在水库优化调动中的联合应用

为了更好地解决水库优化调度问题,将遗传算法和蚁群算法融合应用于水库调度,指出遗传蚁群混合算法的收敛率更高,具有更好的全局收敛性能,遗传蚁群混合算法在更少的迭代次数迭到全局最优解,具有更高的收敛速度.     

基于遗传扰动机制的改进蝙蝠优化算法

针对蝙蝠算法现存的缺点,如收敛速度慢、优化精确度低、早熟,提出一种基于遗传扰动机制的改进蝙蝠算法(GDBA).该优化算法引入了遗传竞争机制,通过比较与全局最优解的差异,随时调整遗传算法的交叉率和变异率,使得种群具有遗传性和多样性,解决了蝙蝠算法早熟的问题,同时加快了收敛速度,提高了优化精度.采用基准测试函数进行仿真验证,实验结果表明:与蝙蝠算法(BA)和基于速度权重扰动机制的改进蝙蝠算法(WDBA)相比,该算法(GDBA)具有更好的收敛速度和搜索精度,加强了寻找全局最优解的能力.     

基于云自适应遗传算法的改进BP算法

针对标准BP算法对初始权值敏感、收敛速度慢、易陷入局部极小等问题,结合正态云模型云滴的随机性和稳定倾向性,以及遗传算法的全局搜索能力、收敛速度快等特性,提出了云自适应遗传改进BP算法.该算法首次将云模型和遗传算法结合调整神经网络的权值和阈值.由X条件云发生器产生改进的自适应交叉概率和变异概率.实验结果表明:云自适应遗传改进BP算法比标准BP算法收敛速度快.     

优化搜索空间划分的遗传算法的研究与实现

针对遗传算法中早熟收敛和容易陷入局部收敛的问题,提出优化搜索空间、遗传算法算子的一些改进策略,即利用搜索空间划分实现优良等位基因单元稳定遗传到下一代中,利用禁忌域和有效域快速提高算法的实现性能.改进的算法能有效减少搜索空间、避免算法早熟,使得算法的全局搜索能力和局部搜索能力比其他遗传算法均得到了较大的提高.函数求最优解和服装设计算法的实现,证明了改进算法的平均收敛速度和收敛到最优解的效率都优于其他遗传算法,实验验证了所提出的算法思想的可行性和有效性.     

基于二项式交叉改进的人工蜂群算法

为了克服人工蜂群算法容易过早收敛和在接近全局最优时搜索速度变慢、疏于开发的缺陷,提出一种基于二项式交叉改进的人工蜂群算法.改进算法引入全局最优值,通过二项交叉将邻域搜索的最优值与全局最优值进行比较,以加快算法的收敛速度,提高算法在最优解附近的开发能力.通过7个基准函数进行仿真测试发现:和标准的人工蜂群算法相比,改进的人工蜂群算法有较好的收敛速度和收敛精度,有效提高了原算法的全局寻优能力,且并未大量增加算法的复杂度,是一种有效的优化算法.     

基于遗传程序设计的非线性系统参数辨识

遗传程序设计(GP)是一种自适应的与问题无关的进化算法,它克服了遗传算法的容易陷入局部极值的缺陷。本文讨论使用遗传程序设计对非线性系统进行参数辨识的算法,实现及应用,实验证明:该方法具有收敛速度和精度的明显优势。     

基于信息素更新和挥发因子调整的改进蚁群算法

为了改进基本蚁群算法容易导致算法停滞、陷入局部最优解和收敛速度较慢的问题,提出一种改进的蚁群算法,主要是将信息素局部更新和全局更新结合,增加各路径的被选择机会,避免算法停滞;另外,由于信息素挥发因子ρ的大小直接关系到算法的全局搜索能力和收敛速度,提出在算法的初期、中期和后期分别设置不同的ρ,以此增加算法的全局搜索能力,又能在一定程度上加快算法的收敛.改进算法的性能在Oliver 30和att 48问题上得到验证,本方法与基本蚁群算法相比要更优,收敛速度更快,体现了此种改进的有效性.     

求解一类非线性规划问题的混合遗传算法

提出了一种求解目标函数和约束条件均二阶可导的非线性规划问题的混合计算智能算法．该算法是把一种浮点数编码遗传算法和约束变尺度法相结合提高求取全局解的速度和概率．在该算法中，选择、交叉和变异等遗传操作算子是以非线性规划问题的一个惩罚函数为求解对象，目的是把解引向全局解附近，为约束变尺度算子提供初值；而约束变尺度算子直接以原非线性规划问题为求解对象，以发挥其局部搜索能力强的优点，数值实验表明，混合算法是一种可靠、高效的全局优化算法．     

改进遗传算法优化模糊均值聚类中心的图像分割

针对传统模糊均值聚类算法存在的问题, 提出一种改进遗传算法优化模糊均值聚类中心的图像分割算法. 首先在标准遗传算法的交叉操作中引入方向因子, 使参与交叉的个体向最佳个体靠近, 加快算法的收敛速度, 并通过增强群体间的信息共享机制提高算法的全局搜索能力, 避免了早熟收敛, 改善了全局解的精度; 然后采用改进遗传算法选择模糊均值聚类算法的初始聚类中心, 实现图像分割; 最后采用仿真实验测试算法性能. 实验结果表明, 相对于传统模糊均值聚类算法及其他图像分割算法, 本文算法在分割正确率、 分割速度及鲁棒性上均更优.     

基于改进免疫遗传算法的水电站优化调度应用研究

根据免疫算法的生物学机理,提出了一种改进的免疫遗传算法.该算法将微粒群算法作为免疫算法的全局搜索策略,提高算法的全局搜索能力;利用逐步优化算法对免疫算法的控制策略进行进化操作,提高算法的局部搜索能力;利用免疫算法本身基于浓度的自我调节机制,提高群体的多样性,避免算法过早陷入局部最优解.最后给出了该算法实现的具体步骤,并将其应用于水电站的优化调度中,取得了较为满意的结果,且与动态规划、遗传算法、免疫算法和微粒群算法等比较,验证了算法的有效性和优越性.     

改进的遗传算法在优化设计中的应用

针对实际机械优化设计中大量的非线性规划问题,提出一种改进的遗传算法.在对单纯形搜索与算术交叉思想进行分析的基础上,将二者相结合,提出了改进的交叉算子以提高遗传算法的局部寻优能力,将种群逐步向极值点引导,实现算法的快速寻优.同时,为了更好地引导非可行个体趋近可行域,改善解的可行性,将惩罚策略与修复策略相结合提出修复算子,对不可行解进行修复操作,加快个体趋近可行域的速度,提高算法搜索效率以及对非线性约束的处理能力,从而达到改善算法整体性能的目的.实际机械工程优化设计问题的应用研究验证了这种方法的有效性.     

二次二层规划的一种混合算法

针对下层为二次凸规划的二层规划问题,先利用遗传算法解决上层规划,然后用内点算法解决下层问题.两种方法结合起来得到一种具有全局收敛性的混合算法,并通过算例说明其有效性.     

离散变量桁架结构拓扑优化的遗传禁忌搜索算法

采用遗传禁忌搜索算法求解多工况多约束的桁架结构拓扑优化问题.在遗传算法中采用直接比较-比例方法(DCPM)处理约束,避免了确定罚因子的选择问题.为了提高遗传算法的局部搜索能力,在每一代遗传操作之后选择一定比例的解进行禁忌搜索,形成遗传禁忌搜索算法,以提高算法的全局搜索能力和收敛速度.数值算例表明,该方法用于求解多工况多约束的离散变量桁架结构拓扑优化问题是方便、快速和有效的.     

结构优化设计中的组合遗传算法

针对标准遗传算法存在的早熟收敛、随机振荡和收敛速度慢等缺陷,采取改进措施.利用混沌序列的随机遍历性生成初始种群,并把相对差商算法的优化解加入到初始种群中,改善初始种群的性能.采用适应度的指数尺度变换改进传统的适应度评价函数.相对差商算法局部搜索能力强,而遗传算法具有较强的全局搜索性,发挥两者的优势,提出组合遗传算法.把相对差商算法作为一个与选择、交叉、变异平行的遗传算子嵌入到改进遗传算法中,提高局部寻优能力,防止早熟收敛.通过十杆平面桁架的数值算例来验证组合遗传算法应用的可行性和有效性,组合遗传算法的优化结果也远好于标准遗传算法和改进遗传算法.     

基于蚁群算法和遗传规划的跨单元调度方法

针对运输能力受限的跨单元调度问题,提出了一种基于蚁群算法与遗传规划的超启发式算法.通过蚁群算法搜索合适的启发式规则,并且利用遗传规划生成可以适用于问题模型的启发式规则,用以扩充规则集;同时引入时间窗的概念,用来决策每个小车运输时的等待时间.实验表明,提出的算法可以搜索出优质规则,并且通过遗传规划很大程度上改善了候选规则集,提升算法性能.同时时间窗策略的采用可以提高小车的利用率以及最小化总加权延迟时间.      

求解柔性作业车间调度问题的免疫遗传算法

通过对柔性作业车间调度问题(FJSP)进行分析,借鉴生物免疫机理提出一种求解柔性作业车间调度问题的免疫遗传算法(IGA).该算法在保留基本遗传算法(SGA)随机全局搜索能力的基础上,通过抽取疫苗和接种疫苗等免疫机制,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不足,显著提高了基本遗传算法对全局最优解的搜索能力和收敛速度.仿真实例表明,免疫遗传算法能有效解决柔性作业车间调度问题.     

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.