自适应权重差分进化算法

针对使用不同中间向量遗传策略（学习策略）的差分进化算法所表现出的性能不同,提出一种改进的差分进化算法,对已有的两种遗传策略引入自适应权重,设计了一个新的中间向量遗传策略.通过对基准函数进行测试,结果表明新算法避免了早熟收敛,寻优性能较好,收敛速度较快,具有一定的有效性.     

自适应调整差分进化算法在优化问题中的应用

差分进化算法在求解优化问题时,进化后期由于种群多样性急剧下降,算法全局搜索能力被削弱,极易陷入局部最优解而"早熟"收敛.针对该问题定义了算法停滞系数和个体相似系数.根据算法停滞系数自适应调整算法的缩放系数.同时,根据个体相似系数判定种群普通个体与最优个体的相似性,并以此为基础对相似个体实施基因重构操作,从而避免种群个体严重趋同造成的种群多样性下降问题.将改进算法应用于标准测试函数和车辆路径问题的优化.模拟计算结果表明:改进算法的优化结果优于标准差分进化算法,改进的差分进化算法具有更强的全局寻优能力,适于求解复杂优化问题.     

控制参数协进化的差分进化算法及其应用

提出一种控制参数协进化的差分进化算法(DE-CPCE),实现算法控制参数随种群搜优进展,自适应动态调整。D E-CPCE算法将控制参数作为原始个体的共生个体,且每一个原始个体都有各自的共生个体;算法在对原优化问题进行差分进化搜优的同时,以原始个体进化效率作为共生个体(即控制参数)的评价,并通过共生个体的差分进化操作实现其协进化。D E-CPCE算法能随优化问题搜优进展,自适应动态调整算法控制参数,实时为算法搜优提供最优的控制参数。仿真研究表明,DE-CPCE算法的控制参数具有动态自适应性;并且在与文中所提及的算法(DE/rand/1,DE/best/1,DE/rand-to-best/1,DE/rand/2,DE/best/2,self-adaptive Pareto DE and self-adaptive DE)比较中,该算法能以较高概率求得全局最优值,且收敛速率快,求得最优解的精度高。同时,应用 DE-CPCE算法估计 SO2催化氧化反应动力学模型参数,结果优于文献报道。     

动态种群差分进化算法研究

针对标准差分进化算法易早熟的缺点,模拟人类社会民族融合的进化历程,提出了动态种群差分进化算法(DPDE)。算法中将种群分为多个独立的子种群,子种群之间采用相互移民来进行信息交换,设置种群分裂和融合的条件来动态控制子种群个数。通过数值实验用几种典型的测试函数对DPDE的搜索性能进行了测试,实验结果表明,该算法能有效地避免早熟,具有良好的全局收敛性。     

随机选择变异及自适应差分进化算法的研究

为兼顾搜索速度和精度,提高搜索效率,克服不易跳出局部最优的缺点,提出了随机选择变异策略、自适应调整变异率和自适应调整交叉率3种改进设想.利用3种改进设想改进DE算法,得到了7种改进算法,将7种改进算法应用到双容水箱液位模型闭环辨识案例中.结果表明,7种改进算法都提高了跳出局部最优的能力,综合比较可知,3种改进设想同时应用的改进算法性能最优.     

改进差分进化算法及其在模糊聚类分析中的应用

针对差分进化算法早熟与搜索效率不理想的问题,提出一种改进的差分进化算法。算法在变异阶段采用多策略与多参数并行的方法一次产生多个变异个体,有效地保持了种群中个体的多样性,抑制了早熟现象的发生。根据竞争机制选择适应度最好的变异个体进行选择操作,提高了搜索效率。与差分进化及其改进算法的对比实验表明了算法的有效性,并把提出的算法应用到模糊聚类分析中,较好的解决了原始聚类模型求解容易陷入局部极值的问题。     

多模态函数优化的拥挤差分进化算法

针对目前多模态优化存在无法找到全部局部极值解的问题,提出了一种基于拥挤模型的差分进化算法,利用差分进化算法的全局搜索策略和内在的并行方式,通过拥挤模型的高群集因子(crowding factor,CF)搜索,避免了取代错误,保持了物种的多样性,可准确定位多模态函数的最优解和全部极值解.同时,该算法具有参数少、操作算子简...     

一种新的差分进化约束优化算法

对于约束优化问题,目前提出的差分进化算法大多采用罚函数法,但此方法对罚参数有很强的依赖性.基于此,把约束优化问题中的约束条件当作一个目标函数,从而把约束优化问题转化为有两个目标函数的多目标优化问题.借鉴多目标优化中的Pareto的概念,对种群中的个体规定等级,便于在优胜劣汰过程中确定选择概率.同时,在算法陷入局部最优时,采用一种不可行解替换机制来提高算法搜索能力.对13个标准测试问题的测试结果表明,与动态惩罚函数的进化算法、可行性规则的差分进化算法、采用随机排序的进化策略以及人工免疫响应约束进化策略相比,新算法在求解精度上均具有一定的优势.     

余弦适应性骨架差分进化算法

针对传统差分进化算法在解决复杂优化问题时存在收敛速度慢的问题,提出了一种余弦适应性骨架差分进化算法(CABDE),算法设计了一种新的变异策略适应性机制。该机制引入一个余弦适应性因子,实现高斯变异策略和DE/current-to-best/1变异策略的优势互补,以平衡算法的勘探能力和开采能力。其中,高斯变异策略具有较强的全局搜索能力,有利于维持种群多样性。DE/current-to-best/1变异策略具有较强的局部搜索能力,能够加快对较优区域的开采。同时,高斯变异策略和DE/current-to-best/1变异策略都利用当前最优个体来引导算法搜索方向,从而尽可能地加快收敛速度。余弦适应性因子在进化过程中随迭代次数的增加而波动性调整,为不同进化阶段适应性地选择变异策略。设计的变异策略适应性机制能够在维持种群多样性的同时加快收敛速度。为测试算法性能,采用18个不同特性的测试函数对算法进行数值实验。对CABDE算法的变异策略和参数动态变化进行了分析,实验结果验证了变异策略和参数动态变化的有效性。此外,CABDE算法分别与新近的骨架算法变体、差分进化算法变体、粒子群优化算法变体和人工蜂群算法变体进行了比较。实验结果表明CABDE算法获得了较高的求解精度,加快了收敛速度,整体上优于其他比较算法。     

求解车辆路径问题的量子差分进化算法

基于量子差分进化算法在解决组合优化问题时表现出的计算效率及优化性能方面的优势,提出应用量子差分进化算法求解车辆路径问题,将量子比特解码为表示顾客顺序的实数量子染色体,设计了基于量子比特概率幅的差分交叉和变异算子以保持种群多样性,构建了动态量子旋转门进行变领域搜索,提出应用贪婪准则进行量子更新选择,将设计的算法应用于典型...     

基于改进的DE算法对PID参数的优化

通过改进标准差分进化算法的放缩因子,得到一种改进的差分进化算法.这种改进的差分进化算法具有自适应的特点,能自调整放缩因子的大小,而标准差分进化算法的放缩因子通常取某个常数.将这种改进的差分进化算法用于PID参数的优化,克服了一些传统方法过于直接、不能寻优的缺点.仿真结果显示,改进的差分进化算法,具有较快的响应速率和较好的鲁棒性.     

基于改进的单纯形和微分进化的混合优化算法

在对微分进化算法DE进行分析的基础上,结合单纯形算法(NM),提出了一种基于DE和NM的混合算法DE-NM,该算法充分利用DE算法的全局搜索能力和NM算法的局部搜索能力,使得种群既保持了个体的多样性,同时也加快了收敛速度。通过与其他一些优化算法对比表明,DE-NM混合算法是求解优化问题的一种有效算法。     

改进的差分演化算法及其在函数优化中的应用

提出了一种改进的差分演化算法，该算法记录下了差分演化算法在对每个个体进行变异操作时的差向量，然后以被变异的个体作为邻域的中心，以所记录的差向量作为邻域的半径，再在这个邻域内进行一次挖掘式的搜索。这一改进增强了原差分演化算法的局部搜索能力。典型多峰函数优化的仿真结果表明，改进后的算法具有比原差分演化算法更快的收敛速度，同时新算法也保持了原差分演化算法良好的全局搜索能力。     

基于差分粒子群和模糊聚类的彩色图像分割算法

彩色图像数据信息量较大,传统的模糊C均值聚类算法（FCM）在分割时更加容易受到初始聚类中心影响陷入局部极值．文中研究了一种融合差分演化、粒子群和模糊均值聚类的彩色图像分割算法（DEPSO—FCM）．利用差分演化算法的快速收敛特性、粒子群算法的全局搜索能力,解决模糊均值聚类图像分割时易受到初始聚类中心影响和陷入局部最优的问题。同时针对不同的色彩空间对于图像分割效果的影响,尝试在不同的空间上使用DEPSO-FCM进行图像分割．实验表明,该方法能解决FCM算法陷入局部最优的问题,在不同的色彩空间上都获得了理想的分割效果．