抗独特型克隆选择算法

基于免疫学中的抗体克隆选择学说,通过引入抗独特型结构,提出了一种用于求解复杂多峰函数优化问题人工免疫系统算法——抗独特型克隆选择算法.该算法通过克隆增殖操作、抗独特型变异操作、抗独特型重组操作和克隆选择操作这4 个操作算子来实现抗体种群的进化,能够同时在同一抗体周围的多个方向进行全局搜索和局部搜索,具有较强的搜索能力.理论分析表明,抗独特型克隆选择算法具有全局收敛性.抗独特型结构的引入充分利用了优势抗体的结构信息,加快了抗体种群的收敛速度,从而以更快的速度获得全局最优解,同时降低了算法陷入局部极值点的几率.实验部分采用4 组不同类型的函数对算法性能进行测试.理论分析及实验结果表明,与克隆选择算法等已有算法相比,该算法性能好,求解精度高,鲁棒性强.     

改进的约束优化多目标遗传算法及工程应用

利用多目标法处理约束条件,提出一种改进的基于多目标优化的遗传算法用于求解约束优化问题。该算法将约束优化问题转化为两个目标的多目标优化问题;利用庄家法构造非劣个体,将种群分为支配子种群和非支配子种群,以一定概率分别从支配子种群和非支配子种群中选择个体进行算术交叉操作,引导个体逐步向极值点靠近,增强算法的局部搜索能力,对非支配子种群进行多样性变异操作。8个标准测试函数和3个工程应用的仿真实验结果表明了该算法的有效性。     

一种基于粒子群优化的多目标优化算法

论文提出了一种基于粒子群的多目标优化算法,该算法采用Pareto支配关系来更新粒子的个体最优值和局部最优值,用存储池保存搜索过程中发现的非支配解;采用聚类算法裁剪非支配解,以保持解的分布性能;采用动态惯性权重法来平衡粒子群对解空间的局部搜索和全局搜索,以提高算法的全局收敛性能。实验结果表明,论文算法是有效的,能有效的求解多种多目标优化问题。     

修正免疫克隆约束多目标优化算法

针对约束多目标优化问题,提出修正免疫克隆约束多目标优化算法.该算法通过引进一个约束处理策略,用一个修正算法对个体的目标函数值进行修正,并对修正后的目标函数值采用免疫克隆算法进行优化,用一个精英种群对可行非支配解进行存储.该算法在优化过程中,既保留了非支配可行解,也充分利用了约束偏离值小的非可行解,同时引进整体克隆策略来提高解分布的多样性.通过对约束多目标问题的各项性能指标的测试以及和对比算法的比较可以看出:该算法在处理约束多目标优化测试问题时,所得解的多样性得到了一定的提高.同时,解的收敛性和均匀性也得到了一定的改进.     

面向多模态函数优化的回溯克隆选择算法

针对多模态函数优化问题,提出了一种基于回溯机制的改进克隆选择算法--回溯克隆选择算法（BCSA）,采用改进回溯机制和记忆库抗体抑制策略,保持了抗体的多样性,以增强算法的全局搜索能力;通过改进动态变异、选择与交叉操作提高算法收敛速度。典型的多模态函数测试结果表明：回溯克隆选择算法具有优良的全局搜索能力和搜索效率。     

综合密度信息的矢量变异多目标粒子群优化

粒子群优化算法求解多目标优化问题存在早熟收敛和后期收敛速性差的不足,解的分布性也有待提高。为此设计一种新的多目标粒子群优化算法：对寻求粒子最优解的sigma方法进行改进,提出一种综合非支配解密度信息和sigma值的最优解求解机制。对变异粒子速度进行矢量扰动变异;对停滞粒子进行位置变异,有效避免算法的早熟收敛问题。测试结果表明,所提出的算法在收敛性和解的分布性、多样性方面较经典的算法具有明显的优势。     

求解约束优化问题的改进果蝇优化算法及其工程应用

针对基本果蝇优化算法收敛速度慢、求解精度低、易于陷入局部极值以及算法候选解不能取负值等不足,提出一种用于解决约束优化问题的改进果蝇优化算法.该算法利用果蝇个体历史最佳记忆信息和种群全局历史最佳记忆信息构建多策略混合协同进化的搜索机制,以达到有效平衡算法的全局探索与局部开发的目的,同时也能够较好地避免算法的早熟收敛问题;通过种群最优信息的实时动态更新和局部深度搜索策略的引入,进一步提高该算法的收敛速度和收敛精度.采用13个基准测试函数和2个工程优化问题来验证所提出算法的可行性与有效性,仿真实验结果表明,与其他典型智能优化算法相比,所提出的优化算法具有全局搜索能力强、稳定性好、收敛速度快、收敛精度高等优势,可有效解决复杂的约束优化问题.     

求解约束优化问题的中心引力优化算法及其工程应用

为了平衡算法的全局探测能力和局部搜索能力,提出一种基于交叉与变异的中心引力优化算法用于求解约束优化问题。该算法首先利用佳点集方法构造初始种群以保证粒子的多样性。以一定概率随机选择粒子与当前最优粒子进行算术交叉操作,引导粒子向全局最优解靠拢。对当前最优粒子进行多样性变异以避免算法陷入局部最优。标准测试函数和工程优化应用问题的实验结果表明,新算法能有效求解不同的约束优化问题。     

定向多尺度变异克隆选择优化算法

提出一种定向多尺度变异克隆选择优化算法.为了实现抗体间信息共享,算法利用定向进化机制引导抗体向着抗体群最优解区域逼近.采用多尺度高斯变异机制,在算法初期利用大尺度振荡变异实现了全局最优解空间的快速定位.随着适应值的提升,小尺度变异会随之减低,使得算法在进化后期通过小尺度变异完成局部精确解的搜索.将算法应用到5个经典函数优化问题,结果表明,该算法不仅具有更快的收敛速度,而且全局解搜索能力和稳定性均有显著提高.     

多变异策略融合的约束优化问题求解算法

在约束优化问题中,多目标方法是一种约束处理技术,但这种方法易产生高额计算成本以及难以兼顾多样性和收敛性等问题.融合多种差分进化算法的变异策略,提出了一种多变异策略融合的差分多目标进化算法,用于约束优化问题求解.该算法引入改进的贪婪变异搜索策略,构建自适应变异因子控制变异算子的贪婪性和扰动性;基于切比雪夫距离进行变异策略的切换.该方法可提高算法收敛速度和求解质量,最终达到降低计算成本和兼顾多样性和收敛性的目的.与多种优秀算法相比,改进算法整体上具有更好的收敛速度、收敛精度以及处理不同复杂程度问题的能力.     

基于全组合策略的多目标阴阳对算法

基于前沿的阴阳对优化算法（Front-based Yin-Yang-Pair Optimization,F-YYPO）是一种新颖的轻量级多目标优化算法,其利用两点--局部开发点[Pi1]和全局探索点[Pi2]在搜索过程中的迭代交换实现搜索。基于F-YYPO提出了一种改进的多目标优化算法F-ACYYPO。新算法对F-YYPO做了以下三方面的改进：（1）对多个目标函数进行全组合,以增强优化个体分布的均匀性;（2）引入已在YYPO算法中被证明有明显性能提高效果的缩放因子[α]自适应措施;（3）改进F-YYPO存档操作的更新方式。采用在2009年进化计算大会多目标优化算法竞赛中使用的UF测试套件以及PlatEMO平台下的DTLZ测试套件进行算法的性能评估,将F-ACYYPO与F-YYPO以及其他多种已知性能优良的多目标优化算法NSGA2、SPEA2、MOPSO、MOGWO、gamultiobj、MOEA\D、GDE3进行性能测试及比较,并通过两个综合性指标（反转世代距离IGD、超体积HV）和一个收敛性指标（世代距离GD）进行性能评价。实验结果表明,F-ACYYPO比F-YYPO具有更高的计算精度以及更快的收敛速度,并且与其他高性能多目标算法相比,F-ACYYPO表现出了很强的竞争性,在综合性能指标下有将近超1/2的测试用例占优。     

一种均衡各速度项系数的多目标粒子群优化算法

粒子群优化算法已成为求解多目标优化问题的有效方法之一,而速度更新公式中的惯性、局部和全局3个速度项的系数的动态合理设置是算法优化效率的关键问题。为解决现有算法仅单独设置各速度项系数导致优化效率不高的问题,提出了一种均衡各速度项系数的多目标粒子群优化算法。该方法旨在通过粒子的局部最优和全局最优的信息来引导种群的进化方向,动态调整每一个粒子速度项系数来均衡惯性、局部和全局3个速度项在搜索中的作用,从而更为准确地刻画算法的搜索能力和搜索精度,更好地平衡算法的探究和探索能力,进一步提高粒子群优化算法解决复杂多目标优化问题的效率。在7个标准测试函数上进行实验,并与5种经典的进化算法进行对比,结果表明新算法在综合指标IGD以及多样性评估指标Δ评分上具有更好的收敛速度和分布性,验证了新算法的有效性。     

基于改进粒子群优化算法的约束多目标优化

针对约束多目标优化问题,提出一种改进的粒子群优化算法,采用距离量度和自适应惩罚函数相结合的约束处理技术,通过可行解比例有效均衡目标函数和约束条件,提高算法的边界搜索能力。定义新的k最近邻聚集密度,保持解集分布性,并将聚集密度和轮盘赌选择相结合选取全局最优粒子。仿真结果表明,该算法在Pareto解集均匀性及逼近性方面均具有优势。     

一种新的免疫进化算法在函数优化中的应用

针对克隆选择算法在求解高维函数优化问题时易陷入局部最优以及收敛速度较慢的弱点,本文基于生物免疫系统内部学习优化机制以及进化算法,提出了一种新的免疫进化算法,它包括正交交叉、单形交叉、克隆、多极变异和选择。新算法将进化计算的思想融入到克隆选择中,提出了一种新的变异算子,在保证种群多样性的同时提高了算法的全全局寻优能力。理论分析证明了算法的收敛性,并将算法应用于不同的测试函数进行仿真实验。结果表明,该算法是有效的。     

MOPSO算法及其在水库优化调度中的应用

提出了一种新的多目标粒子群优化(MOPSO)算法，该算法采用自适应网格方法来估计非劣解集中粒子的密度信息、平衡全局和局部搜索能力的Pareto最优解的搜索机制、删除品质差的多余粒子的Archive集的修剪技术。通过对三峡梯级多目标优化调度问题的计算，表明该算法是求解大规模复杂多目标优化问题的一种有效手段。     

基于随机黑洞和逐步淘汰策略的多目标粒子群优化算法

提出一种基于随机黑洞粒子群算法(RBH-PSO) 和逐步淘汰策略的多目标粒子群优化(MRBHPSO-SE) 算法. 利用RBH-PSO 全局优化能力强和收敛速度快的优点逼近Pareto 最优解; 为了避免拥挤距离排序策略的缺陷, 提出逐步淘汰策略, 并将其应用到下一代粒子的选择策略中. 同时, 动态选择领导粒子, 运用动态惯性权重系数和变异操作 来增强种群全局寻优能力, 以及避免早熟收敛. 利用具有不同特点的测试函数进行验证, 结果表明, 与同类算法相比, 该算法具有较高的精度并兼顾优化解的多样性.

     

基于全局排序的高维多目标优化研究

目标数超过4的高维多目标优化是目前进化多目标优化领域求解难度最大的问题之一,现有的多目标进化算法求解该类问题时,存在收敛性和解集分布性上的缺陷,难以满足实际工程优化需求.提出一种基于全局排序的高维多目标进化算法GR-MODE,首先,采用一种新的全局排序策略增强选择压力,无需用户偏好及目标主次信息,且避免宽松Pareto支配在排序结果合理性与可信性上的损失;其次,采用Harmonic平均拥挤距离对个体进行全局密度估计,提高现有局部密度估计方法的精确性;最后,针对高维多目标复杂空间搜索需求,设计新的精英选择策略及适应度值评价函数.将该算法与国内外现有的5种高性能多目标进化算法在标准测试函数集DTLZ{1,2, 4,5}上进行对比实验,结果表明,该算法具有明显的性能优势,大幅提升了4~30维高维多目标优化的收敛性和分布性.     

蚁群遗传算法的多目标优化

为了求解带有约束条件的多目标函数优化问题,提出基于连续空间优化的多目标蚁群遗传算法。针对多目标优化问题的特点,定义连续空间中利用信息量指导遗传搜索策略和信息更新方法,将信息量指导遗传搜索、优秀决策引入、决策集更新、改变算法终止条件等方式相结合,有效地加速了搜索的收敛速度,控制了Pareto最优决策集的数量,扩大了决策的分布范围,维持了决策的多样性。数值实验说明该算法能够快速找到一组分布广泛的Pareto最优决策。     

动态调整成长方式的郊狼优化算法及其应用

郊狼优化算法在迭代运行时种群多样性降低,收敛速度变慢,易陷入局部最优,并且在求解约束优化问题时难以获得可行解。提出一种动态调整成长方式的郊狼优化算法（DGCOA）。在狼群进化中引入变异交叉策略,增强种群多样性,基于郊狼成长策略加入全局最优个体指导搜索,使得每个子种群中的个体从不同的方向快速逼近最优解位置,并根据种群中个体相似度对郊狼位置更新方式进行调整,平衡算法的全局探索与局部开发能力。在求解约束优化问题时,利用自适应约束处理方法构建新的适应度函数,协调优化目标和约束违反度。基于CEC2006对22个测试函数和3个工程设计问题进行仿真,结果表明,与COA、ICTLBO、ODPSO等算法相比,DGCOA算法具有较高的收敛精度和稳定性,适用于求解复杂优化问题。     

基于改进的NSGA-II多目标优化方法研究*

针对传统多目标优化算法在其领域存在的多个子目标不能同时取优的问题,提出了一种基于改进的非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II, NSGA-II）多目标优化方法,以多目标优化遗传算法为基础,多输入多输出的反向传播（Back-Propagation, BP）神经网络为适应度函数评价体系,保证算法快速收敛并搜索到全局最优解集,该算法在建模前对实验数据进行主成分分析,降低了运算时间和算法难度,通过在遗传进化过程中引进正态分布交叉算子（Normal Distribution Crossover, NDX）和改进的自适应调整变异算子,实现了多个目标同时取优,保证Pareto最优解集快速、准确地获取。仿真实验使用UCI数据集,通过与其他常用的多目标优化算法对比,验证了改进的NSGA-II算法精确度更高、收敛速度更快、稳定性更强。