基于中心定位算子的遗传算法

针对遗传算法局部搜索能力弱,求解精度不高的缺陷提出了一种中心定位算子.在进化一定代数(T)后,选择最优的若干个(N)染色体基因来计算中心定位算子,从而确定与中心定位算子相同的基因位,并且在以后的交叉、变异操作中,都不让相同的基因位参与.随着算法的进行,染色体相同的基因位逐渐全部地被确定下来.其次,通过与小生境技术的局部搜索能力算法的结合,提高了该算子的全局优化能力;最后,通过几个非常容易陷入局部最优的测试函数测试表明几乎所有的峰值都得到了理论值.     

一个协同进化计算模型

针对遗传算法的早熟现象、模式欺骗和局部搜索能力弱等缺陷提出了一个协同进化计算模型.该模型在基本遗传算法基础上引入多种群协同进化,利用性别特征改进交叉算子,采用小生境技术保持多样性.通过将问题求解转变为有向图遍历提出了染色体基因定位算子,使得问题求解和染色体中基因定位结合起来,提高问题求解的质量.在定位过程中可以和模拟退火等局部搜索能力强的启发搜索算法结合.通过几个非常容易陷入局部最优的测试函数和多峰函数测试,表明几乎所有的峰值都得到了理论值.     

基于量子位Bloch坐标的量子遗传算法及其应用

提出了一种基于量子位Bloch坐标的量子遗传算法. 该方法用量子位构成染色体; 用量子位的Bloch坐标构成染色体上的基因位; 用量子旋转门进行染色体上量子位的更新; 用量子非门进行染色体变异. 对于量子旋转门的转角大小及方向的确定, 提出了一种简易快捷的新方法; 对旋转和变异操作, 提出了基于量子位Bloch坐标的新算子. 该算法将量子位的3个Bloch 坐标都看作基因位, 每条染色体包含3条并列的基因链, 每条基因链代表1个优化解.在染色体数目相同时, 可加速优化进程. 以函数极值优化和神经网络权值优化为例, 仿真结果表明该方法在搜索能力和优化效率两个方面优于普通量子遗传算法和简单遗传算法.     

一种改进的遗传算法在情感特征选择中的应用

为了解决情感特征选择问题,提出了一种改进的遗传算法。该算法利用从基因和个体两个方面设计的种群多样性算子产生较好的初始种群分布,随着遗传算子将群体中的个体吸引到局部最优点附近时,调用禁忌搜索算法(TS)对群体中各个个体进行局部搜索。仿真试验结果表明,该算法拓展了搜索空间,有效地防止了早熟现象的出现,能够得到令人满意的最优特征子集。     

一种带局部搜索功能的入侵杂草优化算法

为了改善入侵杂草优化算法解的质量,提出一种带局部搜索功能的入侵杂草优化算法。该算法按照一定概率对每代产生的最优个体执行球体局部搜索算子或Logistic映射搜索算子,在最优个体周围进行精细搜索,并用搜索到的较优个体代替最优个体,提高了算法的局部搜索能力和优化精度。并对7个测试函数进行了仿真实验,结果表明:该算法具有较高的优化性能。     

基于跳跃基因算子的改进实数遗传算法

为了避免遗传算法在求解数值优化问题时出现搜索能力差、多样性缺失等弊端,提出一种基于实数编码的改进遗传算法(IRCGA).算法集成两个特别设计的算子:模拟二进制跳跃基因算子(SBJG)和多方向交叉算子(MX).SBJG算子以染色体为操作对象,本质上模拟了二进制跳跃基因操作中的插入运动,即利用一种随机的方式将选定的染色体块插入到染色体位点,实现种群内部染色体间的转位,为种群提供额外的遗传多样性;MX算子通过增加交叉方向的方式扩大算子的搜索区域,从而提升后代个体质量与算法的搜索能力.在11个实例的基础上进行对比实验,结果表明,采用改进算子能够明显提升算法在求解数值优化问题时的性能,同时,相比于其他先进有效的算法,IRCGA具有较强的搜索能力且能够维持一定的种群多样性,从而验证了改进算法的有效性和可行性.     

基于加权二叉树的自适应遗传算法研究

为改进传统遗传算法局部搜索能力较差、收敛速度慢等缺点,提出一种基于加权二叉树的遗传算法.通过构建遗传基因二叉树,对种群染色体进行编码,根据子代基因的适应值挑选优秀基因替换弱势基因,采用蚁群信息素对不同的遗传基因进行加权操作,依权重择优进行交叉操作,利用自适应排序选择最优解,并通过对比实验对该算法和基本遗传算法进行了全方位的比较.试验结果表明该算法大大提高了遗传算法的局部搜索能力,加快了算法的收敛速度.     

基于混合量子进化计算的混沌系统参数估计

混沌系统参数估计本质上是一多维参数优化问题.为精确估计混沌系统的未知参数,本文提出一种混合量子进化算法(HQEA)用于求解该优化问题,该方法采用实数量子角形式表示染色体,用量子比特的概率作为个体的当前位置信息;提出由差分进化计算更新量子位置状态的量子差分进化算法(QDE),并将其与实数编码量子进化算法(RQEA)相融合,以便令算法在解空间的全局探索和局部开发能力之间取得平衡.算法还引入量子非门算子,对当前最佳个体中按某个概率选中的量子比特位,进行变换操作,以便增强算法跳出局部最优解的能力.基准函数测试表明混合算法的全局搜索能力及可靠性都有很大改善.通过Lorenz混沌系统进行数值仿真,结果表明了该混合算法的有效性.     

带双重变异算子的自适应粒子群优化算法

提出了一种双重变异自适应粒子群优化算法,该算法除了使用自适应算子来改变惯性权重外,还在搜索过程中使用非均匀变异算子对位移进行变异,扩大位移的搜索范围.当算法陷入局部收敛时,使用柯西变异算子对全局最优解进行变异,促使粒子逃离局部最优的陷阱,从而最大限度的提升算法全局搜索的性能.通过对4个标准函数的测试,新算法的全局搜索能力有了显著提高,并且能够有效避免早熟收敛的陷阱.     

基于蜂群遗传算法的一维优化下料问题

针对一维下料优化问题,提出了基于蜂群遗传算法的优化求解方案.具体做法是,以实数表示的各零件长度的一个排列作为一个染色体,其中每个零件的长度作为基因;根据自然界蜂群生物学原理设置了两个种群,一个种群主要用于全局搜索,另一个种群主要用于局部搜索;采用最优个体交叉策略;遗传算子包括联赛选择算子,顺序交叉算子,2-交换变异算子和抑制算子.仿真实验结果表明,该算法逼近理论最优值,而且收敛速度快,较好地解决了一维下料问题.     

基于阀值逆序算子的优化组合遗传算法

针对遗传算法局部搜索能力差的缺点，模拟生物染色体中基因排列的有序性，对阀值逆序算子进行了研究，它与传统逆序算子相比，能较好地提高群体性能提高，减少了对种群多样性的破坏，改善了遗传算法的局部搜索性能，与具有全局搜索性能好的遗传算子组合，弥补了阀值逆序算子对全局搜索性能的影响，构造了一种基于阀值逆序算子的优化组合遗传算法。从理论上证明了该算法的收敛性，实验结果表明，该优化组合算法具有更好的寻优能力，对应用串型编码的遗传算法解决一般的优化问题时，具有很好的借鉴意义，阀值可根据求解问题特征和局部搜索强度而选定。     

基于遗传算子的改进粒子群优化算法

为了克服PSO算法容易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于遗传算子的改进PSO算法。该算法借鉴常规的遗传算法中的选择交叉操作,在优化搜索过程中更新粒子的位置时,进行交叉操作,可以扩大全局搜索范围,避免局部最优,提高粒子的多样性。对改进后的算法使用几个典型的测试函数进行了仿真实验,实验结果表明,相比于标准PSO该算法的全局搜索能力和收敛精度都有较大提高,有效地改善了优化性能。     

应用布尔遗传算子求解N皇后问题

应用回溯法求解规模较大的N皇后问题时,时间开销巨大。从提出布尔遗传算子角度,增强遗传算法局部搜索性能,与具有良好全局搜索性能的矩阵遗传算子组合应用,对N皇后问题求解。采用自然数和二进制互换的编码方式,应用N皇后的约束条件构造适应度函数,保证了算法的全局收敛性。通过与回溯法和相关遗传算法比较,实验证实了该方法应用于求解N皇后问题,具有良好的搜索效率和求解质量。     

基于两种新型遗传算子的优化组合遗传算法①

针对遗传算法中全局搜索与局部搜索之间的矛盾,应用二进制编码对搜索空间描述精细、容易位值计算的特点,从矩阵遗传算子和布尔遗传算子的角度,分别对全局搜索和局部搜索的性能进行改进,并将二者组合应用,构造基于这两种新型遗传算子的优化组合遗传算法,避免了传统遗传算法中杂交率和变异率参数的选取,保证了算法的全局收敛性。实验结果表明,该算法具有更好的整体搜索性能,对应用二进制编码遗传算法求解复杂非线性优化问题具有重要借鉴意义。     

基于两种新型遗传算子的优化组合遗传算法①

针对遗传算法中全局搜索与局部搜索之间的矛盾,应用二进制编码对搜索空间描述精细、容易位值计算的特点,从矩阵遗传算子和布尔遗传算子的角度,分别对全局搜索和局部搜索的性能进行改进,并将二者组合应用,构造基于这两种新型遗传算子的优化组合遗传算法,避免了传统遗传算法中杂交率和变异率参数的选取,保证了算法的全局收敛性。实验结果表明,该算法具有更好的整体搜索性能。对应用二进制编码遗传算法求解复杂非线性优化问题具有重要借鉴意义。     

逆向调强适形放射治疗计划中机架角选择的算法初探*

在选择IMRT治疗机架角遗传算法中,融入局部寻优能力强的模拟退火算法.针对遗传算法易产生早熟现象、局部寻优能力较差、治疗计划复杂等,提出人工优良模式,把临床经验知识融入到算法中,既保持遗传算法的全局寻优特点,又提高了运行效率.     

凿岩机器人钻臂定位控制交叉精英反向粒子群算法

在利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行凿岩机器人钻臂定位过程中,存在收敛速度慢和易于陷入局部最优解等问题.为此,提出一种交叉精英反向粒子群优化算法(crossover elite opposition-based particle swarm optimization,CEOPSO)并给出算法的流程.建立凿岩机器人钻臂运动学模型并对其逆向运动学进行求解.将交叉算子引入EOPSO中,采用自适应惯性权重和交叉概率参数控制技术,在维护粒子个体与最优解之间信息交换的基础上,增加粒子个体之间的信息交换,提高算法的全局搜索能力和钻臂定位效率.仿真结果表明,CEOPSO的平均位置误差和平均姿态误差均小于PSO和EOPSO算法,且迭代过程平稳,可以有效提高凿岩机器人钻臂的定位控制性能.     

基于特征选择的智能化分组遗传算法

典型遗传算法在进化过程中易陷入局部收敛、过早收敛,效率低,针对这些问题,提出一种基于特征选择的智能化分组遗传算法,利用特征选择原理和分组优化思想对进化过程中的基因进行智能分组的遗传操作,在适应度函数中引入个体特征构建动态的环境适应度评价模型。算法通过分组的遗传操作,保证了父代的优秀模式遗传到下一代,加快了收敛速度,分组变异算子扩大了搜索范围,使结果容易走出局部最优解。应用实验验证表明,算法对局部最优解有较强的免疫能力,有效搜索到全局最优解的进化代数较典型遗传算法明显减少,收敛精度高,证明了算法的有效性。     

约束优化问题的混合遗传算法研究

如何处理约束条件与增强局部搜索能力是遗传算法用于非线性约束优化问题的线性约束优化问题的不足,提出了一种基于模拟退火算法与外点法的混合遗传算法,对于不满足约束条件的解用外点罚函数法来修正,同时把退火选择算子作为一个与选择、交叉和变异平行的算子,嵌入到实数编码的遗传算法中,来增强其的局部搜索能力.算法兼顾了遗传算法、模拟退火算法和外点法三者的长处,既有较快的收敛速度,又能以较大的概率求得非线性约束优化问题的全局最优解.最后以两个测试函数为算例对算法进行测试,验证了该算法搜索能力强、稳健性好,能获得更好的优化结果.实验结果表明引入外点法处理约束条件是可行的.