基于极值优化的混合差分进化算法

针对标准差分进化算法在求解复杂优化问题时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于极值动力学机制的混合差分进化算法。该算法的核心在于,当种群聚集度较高时, 利用极值优化算法强大的波动性,通过引入基于种群的极值优化算法来提高种群多样性,从而协助差分进化算法跳出局部最优。仿真实验表明,该混合算法具有较好的全局收敛性,能有效避免早熟收敛。     

基于差分进化和粒子群优化算法的混合优化算法

为了发挥差分进化和粒子群优化算法各自拥有的特点,并克服自身存在的问题,提出了一种混合优化算法(简称DPA).该算法首先利用差分进化的变异和选择算子产生新的群体,然后通过使用粒子群优化算法和交叉、选择算子进行局部搜索.在整个算法过程中,群体寻优范围先扩散再收缩,反复迭代渐进收敛.通过3个标准算例的测试表明,新的混合优化算法与差分进化和粒子群优化算法相比,具有收敛速度快、搜索能力强、鲁棒性好的特点.     

灰狼优化与差分进化的混合算法及函数优化

灰狼优化(Grey Wolf Optimization,GWO)算法是近年被提出的一种新型智能优化算法,具有收敛速度快和优化精度高的特点,但对于一些复杂优化问题易陷入局部最优。差分进化(Differential Evolution,DE)算法的全局搜索能力强,但其性能对参数敏感,且局部搜索能力不足。为了发挥二者各自的优点并弥补存在的缺陷,提出了一种灰狼优化与差分进化的混合优化算法。首先使用嵌入趋优算子的GWO算法搜索,以便在更短的过程中获得更高的优化精度和更快的收敛速度;然后采用自适应调节参数的差分进化策略来进一步提高算法对复杂优化函数的寻优性能,从而获得一种高性能的混合优化算法,以便能更高效地解决各种函数优化问题。对12个高维函数的优化结果表明,与标准GWO,ACS,DMPSO及SinDE相比,新的混合优化算法不仅具有更好的收敛速度和优化性能,而且具有更好的普适性,更适用于解决各种函数优化问题。     

一种基于粒子群优化算法和差分进化算法的新型混合全局优化算法

提出一种基于粒子群算法(PSO)和差分进化算法(DE)相结合的新型混合全局优化算法——PSODE．该算法基于一种双种群进化策略，一个种群中的个体由粒子群算法进化而来，另一种群的个体由差分操作进化而来．此外，通过采用一种信息分享机制，在算法执行过程中两个种群中的个体可以实现协同进化．为了进一步提高PSODE算法的性能，摆脱陷入局部最优点，还采用了一种变异机制．通过4个标准测试函数的测试并与PSO和DE算法进行比较，证明本文提出的PSODE算法是一种收敛速度快、求解精度高、鲁棒性较强的全局优化算法．     

基于混合差分进化算法的梯级水电站调度研究

针对梯级水电站优化调度的复杂问题,结合差分进化算法和混合蛙跳算法各自优势,提出一种新的混合差分进化算法。该算法将差分进化策略嵌入到混合蛙跳算法框架中,对整个群体循环进行分组进化与混合操作,而在每个分组内部按照差分进化策略对个体不断进行更新。数值实验表明该算法具有较强的全局搜索能力,克服了基本差分进化算法易早熟收敛的缺点。将该算法应用于梯级水电站中长期优化调度实例,并与传统动态规划法进行比较分析,进一步验证了其可行性与有效性。     

基于差分进化—单纯形混合算法求解绝对值方程*

绝对值方程Ax-｜x｜=b是一个不可微的NP-hard问题。在假设矩阵A的奇异值大于1（这里矩阵A的奇异值定义为矩阵ATA特征值的非负平方根）时, 给出了一种求解绝对值方程的新方法：差分进化—单纯形混合算法。该混合算法充分发挥了差分进化算法的群体搜索性和单纯形算法的局部细致搜索性,同时也克服了差分进化算法后期搜索效率降低和单纯形算法对初始点敏感的缺陷。数值实验表明所设计的混合算法是有效的。     

基于Oracle罚方法的混合约束差分进化算法

为有效求解复杂约束优化问题,提出了一种基于Oracle的混合约束差分进化算法OBHSaDE.在OBHSaDE算法中,首先对Oracle罚方法进行了改进,并符合约束优化问题的求解要求.利用改进后的Oracle罚方法来快速找到问题的可行域,借助无约束优化算法SaDE能对可行域进行有效搜索,利用序列二次规划的超线性的收敛速度来减少评估次数和提高解的质量.仿真结果表明,改进算法不仅减少了评估次数、提高了解的质量,且具有很好的鲁棒性,还具有较少的用户参数,提高了算法的实用性.OBHSaDE是求解约束优化问题的一种具有竞争力的新方法.     

混合波动差分进化算法*

针对传统差分进化算法在处理复杂优化问题时存在易陷入局部最优解和求解精度低的缺陷,提出了混合波动差分进化算法。该算法预先设置两组配置参数,并依据混合系数的区分,依次选择每组中的交叉因子和相关参数构成波动算子生成变异率用于新算法中;同时为了加快收敛速度,采用选中随机向量中适应度值最优的向量作为基向量,避免算法寻优的盲目性。对一系列经典Benchmark函数的测试,并将实验结果与其他算法进行比较,证明了本算法的收敛速度与优化质量均显著改善。     

基于混沌和差分进化的混合粒子群优化算法

研究粒子群算法优化问题,由于标准粒子群优化算法(PSO)在高维复杂函数优化中易早收敛,影响全系统优化。为改进的混合粒子群优化算法,提出了一种基于混沌和差分进化的混合粒子群优化算法(CDEHPSO)。把基于Logistic映射的混沌序列引入到种群初始化操作中。在算法进化过程中,通过一种粒子早熟判断机制,在基本粒子群优化算法中引入了差分变异、交叉和选择操作,对早熟粒子个体进行差分进化操作,从而维持了种群的多样性并有效避免了算法陷入局部最优。仿真结果表明,相比于粒子群优化算法和差分进化算法(DE),CDEHPSO算法具有收敛速度快、搜索能力强的优点。     

一种蛙跳和差分进化混合算法

混洗蛙跳算法（SFLA）具有算法简单、控制参数少、易于实现等优点,但在高维难优化问题中算法容易早熟收敛且求解精度不高。导致该缺陷的主要原因是在进化后期种群多样性迅速下降,且缺乏局部细化搜索能力。借鉴差分进化算法（DE）中DE/best/1/bin版本具有全局搜索能力较强、种群多样性较好的优点,将SFLA与DE有机融合,形成混合优化算法（SFL-DE）,以克服SFLA容易早熟收敛的缺陷。给出了6个30维benchmark问题数值对比实验,结果表明,在给定的较小进化代数内,SFL-DE的寻优效率、计算精度、鲁棒性等性能优于SFLA和基本DE（DE/best/1/bin和DE/rand/1/bin）,不足之处是其耗时更长。     

基于改进DE算法的难约束优化问题的求解

基于指数函数的性质,提出简易罚函数法(SPFM),用于有效求解难约束优化问题(COP),并屏蔽选取罚因子的困难性。将SPFM和差分演化相结合,给出一种求解难COP的改进差分演化算法(MDE)。利用MDE求解Bump问题可以得出该问题的多个新的最优解,证明MDE在求解难COP时的高效性。     

基于改进PSO和DE的混合算法

研究粒子群优化(PSO)算法和差分进化(DE)算法的优缺点,通过改进PSO算法并与DE算法混合,得到一种双种群的新型混合全局优化算法。经过对5个标准测试函数的大量实验计算表明,该算法能有效克服PSO算法和DE算法的缺陷,使寻优精度有较大改进,在高维情况下表现更加突出。     

基于M-H采样的快速反向微分进化算法

反向微分进化(ODE)算法基于反向优化对种群进行初始化更新以保持种群多样性。但该算法中反向个体容易偏离全局最优个体,不能很快达到全局最优,在函数优化过程中收敛速度慢且容易陷入局部最优。为此,提出一种基于M-H采样的快速反向微分进化算法。M-H采样用于ODE算法的变异操作,满足马尔可夫链可逆条件。马尔可夫链的一步转移概率根据个体等级分配的选择概率进行计算,既能选择最优个体,又能寻找优化方向并保持种群多样性。仿真结果表明,M-H采样得到的个体具有马尔可夫链平稳分布特性,该算法在单峰函数和多峰函数优化中都能快速收敛,全局和局部搜索性能达到平衡,具有较高的搜索精度及较好的鲁棒性。     

一种求解背包问题的混合差异演化算法

为增强差异演化算法在求解背包问题时的局部搜索能力,提出拉马克-鲍德温混合差异演化算法。该算法采用双种群协同进化,以差异演化算法为主体,在演化过程中分别引入拉马克进化和鲍德温效应2种局部搜索算子,引导种群进化方向。仿真实验结果表明,该算法求解精度高,收敛速度快,能够高效求解背包问题。     

基于阈值统计学习的差分进化引力搜索算法

为了改善基本差分进化算法在求解复杂优化问题时易出现早熟收敛、求解精度低以及进化后期收敛速度慢等缺陷,结合引力搜索算法的优点,提出一种基于阈值统计学习思想的混合差分进化引力搜索算法.该算法通过阈值统计学习的方式,充分利用差分进化算法的全局优化能力与引力搜索算法在进化后期的种群开发能力,在进化过程中根据2种策略在先前学习代数的成功率自适应选择较优策略生成下一代群体,保证种群在解空间中的探索与开发能力之间的平衡,以提高算法的全局寻优能力.对几个经典复杂测试函数的仿真结果表明:改进算法求解精度高、收敛速度快、鲁棒性强、能够有效避免早熟收敛问题.     

改进的差异演化算法

针对差异演化算法求解复杂优化问题效率不高问题,提出一种改进的差异演化算法。该算法采用单种群机制提高全局搜索能力,利用二次局部变异操作使当前种群中的部分个体在当前最优个体附近寻优,增强局部搜索能力。利用不同类型的标准测试函数对该算法进行测试,并与差异演化算法、动态差异演化算法和粒子群优化算法进行比较。仿真结果表明,改进的差异演化算法显著提高了搜索效率。     

基于微分进化算法的时间最优路径规划

提出了一种利用微分进化算法进行机器人路径规划的方法,在极坐标系下采用路径点列的极角和极径作为参数进行个体成员的矢量合成,生成的初始路径点集经过提炼处理极大提高机器人移动速度;仿真结果表明该方法可以解决大范围、多障碍环境的机器人路径规划问题。     

基于差分演化的GEP决策树算法

基于均匀常数分布的基因表达式编程决策树算法存在对多属性数据分类效果不佳的问题。为此,提出一种基于差分演化的基因表达式编程决策树算法,该算法通过引入差分演化的方法对其附加阈值进行改进,从而使均匀的常数数组在保持均匀分布的同时仍不失多样性。实验结果表明,该方法在多属性数据的分类问题上能够得到良好的效果。     

基于多种群离散差分进化的图像稀疏分解算法

从过完备字典中得到图像的最稀疏表示是一个NP难问题,即使是次优的匹配追踪也相当复杂.针对Gabor多成份字典,提出基于多种群离散差分进化的图像稀疏分解算法.该算法采用3个子种群在不同成份子字典中搜索最佳匹配原子,父代通过多种变异算子生成多个子代,保持群体多样性,同时引入相关系数避免残差更新时多原子匹配重叠的问题.实验表明相比于快速匹配追踪算法,在稀疏逼近性能相当的情况下,文中算法的稀疏分解速度更快;与其他基于进化算法的稀疏分解方法相比,文中算法的稀疏逼近性能更优.最后的结果分析验证文中算法参数设置的合理性.