求解全局优化问题的改进灰狼算法

灰狼算法是一种高效的优化技术,但其在一些问题上存在求解精度不高、收敛速度较慢和易于陷入局部最优的缺点。因此,提出了一种改进的灰狼优化算法（MGWO）。该算法引入了3种改进策略：平衡算法全局搜索性和局部开发性的指数规律收敛因子调整策略、提高算法求解精度的自适应位置更新策略和修订动态权重策略。通过两组在10个基准测试函数上...     

基于动态多种群的自适应混合灰狼差分进化算法

目的 解决灰狼算法初始种群生成方式导致其存在多样性差的问题。方法 结合差分算法改进灰狼算法，生成基于动态多种群策略的混合灰狼差分算法，算法采用动态多种群策略，利用3种差分算法变异策略，增强初始种群解的多样性，并将其作为灰狼算法的初始种群，采用局部搜索策略增强算法的探索能力，最后采用改进的种群大小线性递减策略来降低算法的时间复杂度，提高算法的收敛速度。结果与结论对CEC2014测试集4类15个基准测试函数进行仿真实验，并与经典DE,GWO及其变体算法进行比较，验证了所提出算法的有效性，最后应用该算法求解经典工程领域焊接梁设计优化问题，证明了所提出算法的优越性。     

一种基于差分进化和灰狼算法的混合优化算法

针对差分进化易陷入局部最优和灰狼算法易早熟停滞的缺点,提出了一种基于差分进化(DE)算法和灰狼(GWO)算法的混合优化算法(DEGWO)。该算法利用差分进化的变异、选择算子维持种群的多样性,然后引入灰狼算法与差分进化的交叉、选择算子进行全局搜索。在整个寻优过程中,反复迭代渐进收敛。选取此3个测试函数进行仿真验证,结果表明,混合优化算法相比于DE算法和GWO算法,其求解精度、收敛速度、搜索能力都有了显著提高。     

采用改进灰狼算法的移动机器人路径规划

针对传统灰狼算法求解移动机器人路径规划问题收敛效率低且易陷入局部极值的缺陷,提出一种基于Tent混沌映射初始化种群的改进灰狼(TGWO)算法,并将其运用于解决移动机器人全局路径规划问题。基于Tent混沌映射初始化灰狼种群,以丰富种群多样性,提高收敛速度;提出指数型收敛因子改进策略,以更好地拟合灰狼实际搜索过程,并通过改进控制参数H以平衡算法的全局勘探与局部开发能力;融合动态权重因子和适应度比例系数,更新灰狼个体的位置信息,以提高灰狼个体自主搜索能力,避免算法陷入局部最优。为验证算法有效性,选用8个标准测试函数以及3组复杂度不同的栅格环境,先后开展了TGWO算法与传统GWO算法、3种典型改进灰狼算法的测试对比实验以及全局路径规划仿真对比实验。结果表明：TGWO算法在单峰、多峰函数上均有较好的收敛性、较高的寻优精度;仿真场景下,相较于传统GWO算法,TGWO算法所提的各个改进策略均能有效提升路径寻优性能;TGWO算法的平均路径长度、路径长度标准差、平均迭代次数、平均寻优耗时这4项指标均优于对比算法;TGWO算法路径寻优的优越性和鲁棒性得到了验证。     

基于柯西游走的改进灰狼算法求解FJSP

为了提高生产资源的利用率和调度效率,提出了一种基于柯西游走的灰狼优化算法,将其应用于求解柔性作业车间调度问题（FJSP）。在经典灰狼算法的基础上,加入柯西游走策略跳出局部最优;引入非线性收敛因子a控制算法的广度搜索与深度搜索程度;采用混合生成新解的种群更新策略适当增强种群多样性。通过在不同规模的测试用例上进行仿真实验和分析比较,实验结果表明,基于柯西游走的灰狼算法寻优性能稳定,在平衡算法的全局搜索和局部搜索程度方面表现较为出色。     

基于多策略融合灰狼优化算法的特征选择方法

针对基本灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)在求解复杂优化问题时存在解精度低、探索与开发能力不平衡、收敛速度慢和易陷入局部最优的缺点,提出一种基于多策略融合的改进灰狼优化算法.首先,设计一种基于正弦函数的非线性过渡参数策略替代原灰狼优化算法中的线性递减策略,以实现算法从勘探到开发的良好过渡;其次,利用个体自身历史最佳位置和决策层个体共同引导群体进行搜索,以加速算法收敛速度和提高寻优精度;然后,在当前最优灰狼个体上引入小孔成像学习策略产生新的候选个体,以降低算法陷入局部最优的概率.选取6个基准测试函数进行数值实验.结果 表明:改进算法在求解精度和收敛速度指标上均优于其他比较算法.最后,将改进算法用于求解特征选择问题,对10个基准数据集的仿真结果表明,改进算法能有效地提高分类精度和选择最优特征.     

基于随机收敛因子和差分变异的改进灰狼优化算法

针对基本灰狼优化算法在求解高维复杂优化问题时存在解精度低和易陷入局部最优的缺点,提出一种改进的灰狼优化算法。受粒子群优化算法的启发,设计一种收敛因子a随机动态调整策略以协调算法的全局勘探和局部开采能力;为了增强种群多样性和降低算法陷入局部最优的概率,受差分进化算法的启发,构建一种随机差分变异策略产生新个体。选取6个标准测试函数进行仿真实验。结果表明:在相同的适应度函数评价次数条件下,此算法在求解精度和收敛速度上均优于其他算法。     

基于多策略融合灰狼算法的移动机器人路径规划

针对标准灰狼算法(GWO)在解决移动机器人路径规划问题时存在初始参数依赖性强、缺乏多样性及易陷入局部极值的缺陷,提出一种基于多策略融合灰狼算法(LTGWO)。首先运用精英化思想将Logistic-Tent复合混沌映射与反向学习结合,优化灰狼种群分布序列;然后引入sigmoid函数修改收敛因子a,平衡算法全局探索与局部开发能力,并改进控制参数C 以更好地拟合灰狼实际捕猎过程;最后加入随适应度值变化的比例权重,提高灰狼个体搜索能力,同时采用种群淘汰策略,淘汰适应度值差的个体,促进种群进化。选用3组不同的栅格地图进行实验,实验结果表明:由LTGWO 算法生成的平均路径长度、路径长度标准差都优于对比算法。     

机器人路径规划：一个改进的粒子群灰狼混合算法

为提高自主移动机器人路径规划器的快速性和最优性，提出一种改进的基于粒子群优化（PSO）算法和灰狼优化（GWO）算法的混合算法，简称H-PSO-GWO算法。首先，利用Tent混沌映射初始化种群，提高种群多样性；然后，采用改进的控制参数和新的个体位置更新策略来加快算法的收敛速度和增强种群个体趋于全局最优的能力。通过与其他算法进行数值对比实验和路径规划对比试验，验证了所提出算法的有效性和优越性。最后，使用贝塞尔曲线将所生成的路径平滑化，使得路径更适合移动机器人移动。     

基于改进鲸鱼优化算法的码垛机器人时间最优轨迹规划

码垛机器人在运行轨迹过程中所消耗的时间直接影响到了其工作效率,针对码垛机器人的轨迹规划的时间问题,提出了一种改进的鲸鱼优化算法对时间进行优化。在基础的鲸鱼优化算法基础上,利用混沌映射初始化种群,引入自适应的权重和改进收敛因子,以提高算法的求解精度、收敛速度和全局搜索能力。首先,根据 D-H 参数法建立机器人的运动学模型;其次,在关节空间中利用3-5-3次多项式插值函数对机器人末端执行器经过的路径点进行规划,然后采用改进的鲸鱼优化算法对时间进行优化。最后通过 MATLAB软件进行效果仿真和对比。结果表明,与其它同类的算法相比,改进的鲸鱼优化算法的求解精度更高,收敛速度更快。将该方法与轨迹优化结合,与未采用算法优化的3-5-3多项式轨迹规划所需要的运行时间相比缩短了22.46％,且各个关节轨迹平稳连续,验证了该轨迹规划方法的有效性。     

基于改进灰狼算法-BP神经网络的智能巡检机器人电磁兼容故障诊断

智能巡检机器人巡检电力线路时可能受到电磁干扰而影响工作甚至发生故障,为有效地完成智能巡检机器人电磁兼容故障的诊断,提出一种基于改进灰狼算法(improved grey wolf optimizer, IGWO)优化BP神经网络(IGWO-BP)的故障诊断模型。由于智能巡检机器人电磁兼容故障征兆与故障原因之间具有复杂的非线性关系,采用一般BP神经网络诊断模型存在着收敛速度较慢,易陷入局部最优,诊断准确率偏低的缺陷。针对以上问题,利用IGWO-BP的权值与阈值,将优化后的BP神经网络应用于智能巡检机器人电磁兼容故障诊断。仿真结果表明,相比于GWO-BP神经网络和一般BP神经网络,IGWO-BP神经网络诊断模型收敛速度加快,网络泛化能力增强,故障诊断准确率提高。     

改进的灰狼算法在电动汽车充电调度中的应用

针对灰狼优化算法(grey wolf opotimizer, GWO)易早熟收敛和陷入局部最优的缺点,提出一种基于精英反向学习的改进灰狼算法(grey wolf optimizer based on particle swarm optimizer, PSO-GWO)。首先,利用精英反向学习机制初始化种群,使种群保持多样性;然后提出一种非线性控制因子策略,增加算法的搜索能力,提高算法的收敛速度;最后基于差分进化和粒子群思想更新了位置方程,从而提升算法的收敛性能。采取10个基准测试函数将本文提出的改进算法与差分进化算法、粒子群算法、传统灰狼算法、其他学者提出的改进灰狼优化算法进行对比。实验结果表明,本文提出的算法与其他算法相比,在求解多峰函数问题上效果显著,可以搜索到最优解0,同时求解最优非0解函数的效果也体现地较优越;同时运用改进的算法在实际电动汽车充电调度上进行了对比分析,发现也取得了不错的效果。     

基于改进ACS算法的移动机器人路径规划研究

针对蚁群系统(Ant Colony System,ACS)算法存在收敛速度慢、路径不平滑、易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于万有引力搜索策略的ACS算法.为了解决算法初期由于地图信息匮乏,导致蚁群寻路盲目性较大的问题,提出了简化ACS算法对初始信息素浓度进行更新.引入万有引力算法搜索策略,提升了算法收敛速度,且有效解决了局部最优问题.对每次迭代获取到的最优路径进行优化,减少了路径的转折点数量、提升了路径平滑性.仿真试验表明,改进算法能够有效提升算法的收敛速度、路径平滑性.将改进算法应用到实际的移动机器人导航试验中,试验结果表明,改进算法能够有效解决移动机器人的路径规划问题,且有效提升移动机器人的导航效率.     

局部搜索灰狼优化算法求解武器-目标分配问题

武器—目标分配（Weapon Target Assignment, WTA）问题是根据武器对来袭目标毁伤概率的不同,合理确定待打击目标的武器分配方案,以达到尽可能少的武器对来袭目标毁伤程度最大化的目的,是作战指挥决策领域的重要研究内容。在构建WTA问题模型的基础上,针对传统灰狼优化（Grey Wolf Optimization, GWO）算法局部开发能力不足等问题,采取了一种精英保留及免疫变异局部搜索策略。改进灰狼优化算法（Improved Grey Wolf Optimization, IGWO）首先在灰狼种群中选择部分优质精英个体,然后通过随机点变异和受体编辑两种免疫局部搜索策略对精英个体进一步寻优,从而改善传统GWO算法过早收敛和易陷入局部最优的缺点。针对3种不同规模的武器—目标分配问题,将IGWO与交叉熵算法、传统GWO算法进行了对比,计算结果显示IGWO算法所求适应度值的分位数均明显高于对比算法,进而验证了IGWO算法的有效性。     

基于势场导向的对数蚁群算法的移动机器人路径规划

针对蚁群算法存在收敛速度慢,易陷入局部最优的问题,提出了一种将人工势场和对数蚁群算法相融合的新算法.该算法是在蚁群算法的基础上,将势场的影响因素引入到蚁群算法的状态转移概率函数和启发函数中,并通过对数函数模型对蚁群算法的信息素更新策略进行改进,使得路径算法搜索不再具有盲目性,并加快算法的收敛速度.为了验证改进算法的有效...     

基于自适应头狼的灰狼优化算法

灰狼优化算法一种模拟灰狼捕食行为的元启发式优化算法.由于灰狼算法在种群迭代更新中始终靠近最优解,所以易陷入局部最优.提出了一种基于自适应头狼的灰狼优化算法,并在个体迭代更新中选择合适的头狼个数进行个体更新,这使得算法能够平衡开发和勘探能力.通过对20个基准函数优化问题的仿真实验表明,改进后的算法与原始灰狼优化算法相比,其全局搜索能力有显著提高.     

基于改进灰狼算法的混合发电系统优化设计

风光柴蓄混合发电系统的容量配置是系统优化设计中重要内容。针对基本灰狼算法在进化后期由于种群多样性的缺失而易于出现局部收敛或算法早熟的问题,提出一种具有全局寻优性能的改进灰狼优化算法(Improved Gray Wolf Optimization, IGWO)降低风光柴蓄混合发电系统的运行成本。引入收敛因子设置非线性调整策略来调节算法的全局探索与局部开发之间的平衡从而提高算法的收敛性;同时为了提高算法的全局寻优能力,通过柯西变异算子减少算法早熟收敛的概率。分析了风光蓄柴混合发电系统各发电单元特性,建立起以年均化系统成本最小化为目标的混合发电系统容量优化配置模型。分析优化结果,该改进灰狼优化算法能够有效对目标函数求解,从而证明了该算法的有效性和实用性。