基于梯度粒子群算法的细菌觅食算法

针对细菌觅食算法在优化过程中环境感知能力较弱且容易陷入局部极值的缺陷,将梯度粒子群算法的基本思想引入细菌觅食算法中,改进原算法的收敛速度和收敛能力,并据此提出了基于梯度粒子群算法的细菌觅食算法GPSO-BFA。该算法既利用了细菌觅食算法出色的全局搜索能力,又借助梯度粒子群算法的快速局部寻优能力,很好地将两者的优势结合在一起。基于六个高维Benchmark函数的实验结果显示,该算法在收敛速度和精度方面都优于其他四种细菌觅食算法。     

基于粒子群优化的细菌觅食优化算法

细菌觅食优化算法(BFOA)具有全局搜索能力强的优点,但存在收敛速度慢的缺陷.为了解决以上问题,结合收敛速度快的粒子群优化算法,提出一种基于粒子群优化的细菌觅食优化算法(BF-PSO),该改进的优化算法具有可操作性和优越性.选用测试函数和对PID控制参数整定的实例进行Matlab仿真,结果进一步显示了BF-PSO的优化能力优于BFOA,收敛速度快,且具有较好的鲁棒性.     

改进的细菌觅食优化算法求解0-1背包问题

细菌觅食优化算法作为一种新兴的智能优化算法,一般用来解决连续域的问题。为了解决离散域问题,提出了一种改进的细菌觅食优化算法。采用线性递减的思想和随机的游动长度代替固定步长和随机游动方向,改进了趋向性操作方案,并将其应用于解决0-1背包问题。将改进的细菌觅食优化算法与遗传算法、离散粒子群优化算法及基本的离散化细菌觅食优化算法分别在小规模和大规模的0-1背包问题上进行了仿真比较,表明了改进的细菌觅食优化算法能取得较好的效果,寻优能力强。     

基于模拟退火策略的细菌觅食优化算法

针对标准细菌觅食优化算法(BFOA)求解精度不高、稳定性较差、容易陷入局部极值的问题,提出了一种基于模拟退火策略的细菌觅食优化算法(SA-BFO)。该算法在趋向操作完成后,采用模拟退火策略对全局最优个体进行优化,提高算法的优化精度和稳定性,利用模拟退火算法的概率突跳性来避免陷入局部极值。仿真实验结果表明,改进算法比标准细菌觅食优化算法具有较高的优化性能。     

基于混合细菌觅食算法的多目标优化方法

针对多目标优化求解过程中多个目标相互制约难以求解的特点,为了提高多目标优化问题的求解速度和精度,并保持最优解的多样性,提出了一种用粒子群改进的混合细菌觅食多目标优化算法。将粒子群算法的寻优更新机制作为细菌觅食算法中趋向性操作的更新机制,将所求得非劣解的拥挤度作为寻优迭代过程中最优值的选取条件。与细菌觅食算法和NS-GA-Ⅱ算法的仿真结果表明,在对多目标测试函数ZDT1～ZDT4和ZDT6的求解过程中,该算法不仅能提高精度和快速地得到Pareto解集,并能有效地保持所求最优解的多样性。     

混合粒子群和改进细菌觅食的不平衡数据分类

针对细菌觅食优化（Bacterial Foraging Optimization,BFO）算法易陷入局部最优的缺点,提出了混合粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法与改进的细菌觅食优化（Improved BFO）算法应用于不平衡数据的分类。使用三个数据集测试所提算法的性能,其一是卵巢癌微阵列真实数据,另两个来自UCI数据库的垃圾电子邮件数据最优集和动物园数据集。采用边界合成少数过采样技术（Borderline-SMOTE）和Tomek Link对不平衡数据进行预处理,利用所提算法对不平衡数据进行分类。在改进细菌觅食优化算法的过程中,对趋化过程进行改进,采用粒子群优化算法先进行搜索,将粒子作为细菌进行处理,提高了细菌觅食优化的全局搜索能力。改进复制操作过程,提高优胜劣汰的选择标准。改进迁徙操作过程,防止种群陷入局部最优,防止进化停滞。仿真结果表明,所提算法分类准确度优于现有方法。     

含分布式发电的改进BFO算法配电网无功优化

在含分布式电源的电网无功优化研究中,为了更有效地提高配电网性能,提出了一种改进细菌觅食算法(CP-BFO).以电网网损最小、负荷节点电压和发电机的无功出力约束作为综合目标函数,采用细菌觅食算法,在聚焦操作中引入粒子群变异算子,使算法具有良好的全局搜索能力,提高了算法的寻优效率.同时利用混沌原理对改进的细菌觅食算法的参数进行自适应调节,改善了算法的收敛性能.通过节点系统的仿真表明,CP-BFO算法在提高含分布式电源的智能电网电压质量与减少功率损耗的优化过程中具有可行性和有效性.     

基于细菌觅食的改进蚁群算法

蚁群算法是模仿蚂蚁觅食行为的一种新的仿生学智能优化算法。针对其收敛速度慢和易陷入局部最优的不足,将细菌觅食算法和蚁群算法相结合,提出一种细菌觅食 蚁群算法。在蚁群算法迭代过程中,引入细菌觅食算法的复制操作,以加快算法的收敛速度;引入细菌觅食算法的趋向操作,以增强算法的全局搜索能力。通过经典的旅行商问题和函数优化问题测试表明,细菌觅食 蚁群算法在寻优能力、可靠性、收敛效率和稳定性方面均优于基本蚁群算法及两种改进蚁群算法。     

基于高斯分布估计的细菌觅食优化算法

针对细菌觅食算法在优化过程中存在步长一致、速度较慢的缺陷,赋予细菌以灵敏度的概念来调节趋化步长：将分布估计算法的思想引入繁殖算子,对细菌能量较好的半数细菌进行分布估计再生以增加群体的多样性,提高收敛速度;根据细菌的能量情况,赋予细菌自适应迁移概率,对较差的细菌进行随机或指定迁移,以提高算法的全局寻优能力．采用多峰高维标准测试函数对改进算法进行了测试,结果表明,所提出算法有效地提高了搜索速度和精度,改造后可用于多维、约束等实际工程问题的优化．     

基于细菌觅食趋化算子的PSO算法*

PSO算法是模拟鸟群觅食的一种解决优化问题的仿生算法,为了避免其在优化过程中过快陷入局部极值的缺陷,提出一种新的基于细菌觅食趋化算子PSO算法。结合细菌觅食算法的局部搜索优势,将其趋化思想引入到PSO算法中。通过典型函数优化测试表明,该算法可以有效弥补PSO算法精度不高、容易陷入局部最优的缺陷。新算法是一种全局优化算法,适用于解决复杂特别是多峰不规则的函数优化。     

细菌觅食优化算法的研究进展

细菌觅食优化算法是近年来发展起来的,基于大肠杆菌觅食行为模型的一种新型智能算法。它具有对初值和参数选择不敏感、鲁棒性强、简单易于实现,以及并行处理和全局搜索等优点。但其在应用过程中存在精度不够高、收敛速度不够快的缺点。文中首先对细菌觅食优化算法的基本原理及操作流程进行介绍,并概述了国内外学者在这一领域的研究现状,接着分析了算法三大主要操作存在的问题,然后探讨了算法的改进和应用,最后分析了算法未来的研究方向。     

基于免疫算法的细菌觅食优化算法

针对细菌觅食优化算法经常出现的速度较慢、步长一致的缺陷,赋予细菌灵敏度的概念,对细菌游动的步长进行调节以提高收敛速度。采用免疫算法中的克隆选择思想,对精英细菌群体进行克隆、高频变异和随机交叉,引导算法提高搜索精度。典型高维函数测试表明,改进算法的搜索速度和精度得到极大提升,算法改造后可适用于多维、约束等实际工程问题中的优化。     

基于细菌迁徙的自适应果蝇优化算法

针对果蝇优化算法的早熟收敛问题,提出了一种新的基于细菌迁徙的自适应果蝇优化算法。该算法在运行过程中根据进化停滞步数的大小自适应地引入细菌迁徙操作,提高算法跳出局部极值的能力;并且对每个个体根据适应值大小赋予不同的自适应迁徙概率,避免了迁徙可能带来的解退化的问题。对几种经典函数的测试结果表明,新算法具有更好的全局搜索能力,在收敛速度、收敛可靠性及收敛精度上比果蝇优化算法有较大的提高。     

改进粒子群优化算法的移动机器人路径规划

针对单一智能优化算法求解机器人路径规划时易陷入局部误区的问题,提出改进粒子群优化算法(GB_PSO)用于机器人路径规划.该算法以粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)为主体,由于遗传算法(genetic algorithm,GA)和细菌觅食算法(bacterial foraging optimization algorithm,BFO)更新策略所受环境影响的不同,拟合两种环境参数;然后计算粒子与不同环境参数之间的相关性将粒子群划分为两类,分别通过GA的选择、交叉、变异算子和BFO的趋化操作并行加强局部优化;最后通过改进的粒子群更新公式对粒子进行更新,实现机器人全局和局部路径的优化.实验结果表明,改进粒子群优化算法进行路径规划提高了局部和整体的搜索能力,路径规划速度快且路径距离短,同时具备更强的鲁棒性.     

自适应双向菌群优化算法

提出了自适应双向菌群优化算法,应用聚类思想将趋化步长进行自适应调整,提高算法的局部搜索能力,引入双向游动机制,提高了算法的搜索效率和速度。针对10个复杂Benchmark函数进行了数值优化实验,其结果表明,在所有测试函数中,该算法在搜索能力和稳定性等方面优于其他典型算法的比率达到60%～90%,验证了算法的有效性。     

一种基于竞选领导策略的改进粒子群算法

针对标准粒子群算法由于粒子多样性的大量丧失而导致的算法易陷入局部最优解,收敛精度不高的问题,提出一种基于竞选领导策略的改进粒子群算法,该算法在全局最优粒子的领导能力丧失时,通过引进细菌觅食算法的趋化算子对精英粒子进行优化,然后选出更具领导能力的粒子作为新的领导粒子来带领种群跳出局部最优解,以增强算法的全局搜索能力。通过四个典型函数的测试,结果表明改进算法在较好保留了标准粒子群算法快速收敛优点的前提下,有效地预防了早熟现象的产生,提高了收敛精度。     

改进的菌群算法研究

为了提高菌群寻优算法（ Bacterial Foraging Optimization, BFO）的搜索能力和解决多峰值复杂适应度函数模型避免过早收敛的问题,文中对原始菌群算法进行改进,提出多峰值菌群算法。将寻优过程分成两个时期,前期和原始菌群算法相同,在菌群收敛的后期,加入峰值数目和区间的判断,将区间编号,保证区间内部单峰值;然后在区间内部迭代运行菌群搜索,独立寻优,在多峰值和较复杂模型的情况下进行研究和评估。实验表明,在收敛速度、收敛稳定性和寻找全局最优方面均优于原始菌群算法。     

混沌优化细菌觅食算法的传感器节点部署策略

为了增加节点的有效覆盖率,设计一种混沌优化细菌觅食的节点部署策略.首先使用节点有效覆盖率、节点闲置率和剩余能量均衡函数作为优化因子构造目标函数综合优化模型.在优化阶段,设置菌群密度函数因子、细菌碰壁反弹因子、混沌扰动的趋向序列、动态趋向步长、菌群交叉和变异算子及动态细菌迁徙概率等机制改进细菌觅食算法以提升优化效率.仿真实验表明,使用改进后的混沌细菌觅食优化策略能够有效优化无线传感器网络的节点覆盖,使优化后的无线传感器网络具有更高的网络综合利用率及更长的监测寿命.     

基于Levy飞行的改进菌群觅食算法

针对经典菌群觅食算法因固定趋化步长导致的求解精度不高、收敛性能差等缺陷,提出一种基于Levy飞行的菌群觅食算法,其特点是利用基于Levy分布的趋化步长改善算法的求解精度与收敛性能,借助Levy飞行随机游走策略改善细菌迁徙位置.多个基准测试函数的实验结果表明,该算法在求解质量和收敛性能上均取得了较好的改进效果.