一种有效的解无约束全局优化的进化算法

为了解决进化算法在求解全局优化时易陷入局部最优和收敛速度慢的问题,设计了一个杂交算子,利用种群中最好点与其他点间的关系确定搜索方向,从而快速地找到实值函数的下降方向,一旦算法找到优于种群中最好点的点,利用所构造的两条直线交点的投影对其进行进一步优化,使函数值更迅速地下降.提出了适合杂交算子的初始种群生成方法.设计了一个既能提高收敛速度又能摆脱局部最优的变异算子以增强算法的效果.在此基础上,提出了一个求解全局优化问题的高效进化算法,并从理论上证明了全局收敛性,从数值上验证了有效性.     

基于共轭增强策略的差分进化算法

为了平衡差分进化算法的全局探测能力和局部搜索能力,提出基于共轭增强策略的差分进化算法.首先,根据个体适应度信息设计基于轮盘赌的个体选择策略,选取适应值较差的个体组建子种群;然后,基于个体的时间和空间知识设计共轭增强方向,在不丧失全局探测能力的前提下实现子种群的局部增强,以提高算法的局部搜索能力;最后,18个标准测试函数的实验结果表明,所提算法在计算代价、可靠性及收敛速度方面均优于所介绍的主流改进差分进化算法和非差分进化算法.     

基于模拟退火机制的精英协同进化算法

为了获取更好的全局寻优性能,同时保持较快的收敛速度,文中结合精英策略、协同进化思想和模拟退火机制,提出了一种基于模拟退火机制的精英协同进化算法( SACEA)。算法维持三个种群：精英种群、普通种群和随机种群。精英个体组团,并和其他组员个体协作或对其引导来达到进化目的。 SACEA算法在精英组团过程中引入随机种群以增加种群多样性,同时随机个体和精英个体的合作采用快速模拟退火机制来实现,使算法获得了更好的全局寻优性。通过对15组标准测试函数的仿真,并和已有的算法进行对比,很容易得出：SACEA算法具有更强的全局寻优能力,同时收敛速度也有所提高。     

基于状态估计反馈的策略自适应差分进化算法

借鉴闭环控制思想, 提出基于状态估计反馈的策略自适应差分进化(Differential evolution, DE)算法, 通过设计状态评价因子自适应判定种群个体所处于的阶段, 实现变异策略的反馈调节, 达到平衡算法全局探测和局部搜索的目的.首先, 基于抽象凸理论对种群个体建立进化状态估计模型, 提取下界估计信息并结合进化知识设计状态评价因子, 以判定当前种群的进化状态; 其次, 利用状态评价因子的反馈信息, 实现不同进化状态下策略的自适应调整以指导种群进化, 达到提高算法搜索效率的目的.另外, 20个典型测试函数与CEC2013测试集的实验结果表明, 所提算法在计算代价、收敛速度和解的质量方面优于主流改进差分进化算法和非差分进化算法.     

基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法

为了寻找复杂多峰函数的全局最优解,在标准粒子群优化算法的基础上,提出一种基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法。该算法将微粒分成大小相同的2个种群,不同种群采用不同进化模型。利用不同进化模型具有不同进化行为的特点,两分群相互影响并促进。该方法可以保持种群多样性,降低陷入局部极值的可能性。对一些复杂函数的仿真结果表明,该算法易于找到全局最优解。     

多尺度正余弦优化算法

针对标准正余弦算法进化后期的停滞问题,对进化过程中的种群多样性进行分析,得出标准正余弦算法的种群多样性受控制因子的直接影响,且种群多样性表达式中控制因子指数随迭代次数的增加而下降.为了改善标准正余弦算法进化后期的探索和开采,提出多尺度正余弦优化算法.该算法通过自适应的多尺度控制因子调节群体多样性从而实现多层次的搜索;同时设计协助种群实施局部搜索,其种群独立进化,个体可以直接学习主群或协助种群中的最优个体,以加快收敛速度和提高解的质量.将所提出算法与改进的正余弦算法和新型群智能算法进行对比实验,实验结果表明,所提出算法能够较好地平衡进化过程中的探索和开采,提高全局优化能力.     

基于改进粒子群算法的解耦控制研究与仿真

针对标准粒子群算法优化多变量系统的解耦控制时存在陷入非全局最优值的问题,设计出一种基于自适应变异的粒子群算法优化多变量系统解耦控制器的方法.该方法以标准粒子群算法为基础,在种群进化过程中引入变异操作,对不同进化程度的粒子以不同的概率进行更新,其中没有达到个体最优的粒子以随机的大概率进行位置与速度的初始化,对已经早熟的粒子以一定的小概率更新进化路径,以此来提高种群搜索全局最小值的能力.种群寻到最优值的状态就是控制器效果最好的状态,利用新的网络模型即可解决上述问题.经过对比仿真,验证了该方法的可行性.     

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。     

一种采用克隆选择的免疫差分进化算法

为了解决基本差分进化算法易出现早熟收敛的问题, 提出了一种融合人工免疫系统和差分进化的混合算法。该算法在差分进化过程中引入了克隆选择操作和受体编辑机制, 以增强算法的局部搜索能力和种群多样性。通过对五个标准函数的仿真实验表明, 该算法不仅可有效避免早熟收敛, 而且全局优化能力和收敛速度有显著提高。     

基于差分进化算法的改进遗传算法的UUV路径规划

针对水下无人航行器在三维环境中的全局路径规划问题,从优化初始种群和提高收敛精确度寻得最优路径的角度改进遗传算法,并对遗传算法和差分进化算法的融合进行了研究。采用精英反向学习的方式筛选初始种群,寻得较优初始种群并融合差分进化算法思想改进遗传算法,提升了算法的全局搜索能力。结果表明,改进算法的初期收敛速度较快,规划的曲线能够降低UUV能耗,在一定程度上改善了陷入局部最优解的情况。     

基于云模型的实数编码量子进化算法

针对量子进化算法易陷入局部最优和求解精度不高的缺点,利用云模型具有随机性和稳定倾向性的特点,提出了一种基于云模型的实数编码量子进化算法。该算法利用单维云变异进行全局快速搜索,利用多维云进化增强算法局部搜索能力,探索全局最优解。依据算法的进化过程动态调整搜索范围并复位染色体,可以加提高敛速度,并防止陷入局部最优。仿真结果表明,该算法搜索精度和效率得到提高,适合求解复杂函数优化问题。     

分层粒子群优化算法

针对粒子群优化算法存在进化后期局部搜索能力不强、收敛速度变慢的问题,提出一种分层粒子群优化算法。利用标准粒子群优化算法在整个搜索空间内进行全局搜索,由全局搜索获得的较优个体产生局部搜索区域,在局部区域内进行进一步搜索。为避免陷入局部最优,采用动态调整局部搜索区域的策略,保持算法的全局收敛性。通过典型测试函数计算表明,该算法的收敛速度和局部搜索能力有明显改善。     

动态邻域混合粒子群优化算法

粒子群优化(PSO)算法对于多峰搜索问题一直存在早熟收敛问题。为在增强PSO算法全局搜索能力的同时提高收敛速度,提出一种动态邻域混合粒子群优化算法DNH_PSO,采用PSO局部模型,将随机拓扑和冯诺依曼拓扑相结合形成动态邻域,提高算法的全局搜索能力,为增强算法的局部搜索能力并加快收敛速度,使用粒子邻域全面学习策略,将拟牛顿法引入算法中。与其他PSO实验对比分析表明,该算法对于多峰搜索问题具有较好的全局收敛性。     

参数动态调整的自适应布谷鸟算法

为提高布谷鸟算法的收敛速度和求解精度,提出了一种基于自适应机制的改进布谷鸟算法。该算法在迭代初期和末期分别使用两种自适应策略来动态调整步长和发现概率,提高了算法的局部和全局寻优能力。利用10个标准测试函数对基本布谷鸟算法、所提出的改进算法以及其他智能优化方法进行了仿真对比验证,结果表明所提出的改进布谷鸟算法在求解精度、稳定性以及收敛速度上都具有一定优势。     

一种利用膜计算求解高维函数的全局优化算法

鉴于传统优化算法在求解高维多模态优化问题时存在收敛速度慢,求解精度低的缺点,针对上述问题提出了一种基于膜计算的优化算法。算法首先对高维空间进行分割,分割后每个子空间作为一个基本膜,基本膜区域中采用差分局部搜索策略提高算法的局部搜索能力和收敛速度。基本膜区域将局部最优解定时传送给表层膜。表层膜区域中采用全局搜索策略寻找全局最优解。通过对5个benchmark函数仿真验证,实验结果表明,该算法在收敛速度,求解精度和稳定性方面都有较大优势。     

基于动态全局搜索和柯西变异的花授粉算法

针对基本花授粉算法（FPA）收敛速度慢、寻优精度低以及容易陷入局部最优的缺点,提出了一种基于动态全局搜索和柯西变异的花授粉算法DCFPA。利用混沌映射增强花粉种群初始分布的随机性和均匀性,在全局授粉过程中,引入全局平均最优花粉位置和动态权重递减因子共同实现花粉个体位置的更新,牵引算法朝着正确的搜索方向进行,避免算法早熟收敛,最后利用Cauchy变异,增加种群多样性,帮助算法跳出局部最优。对6个测试函数进行仿真实验表明,DCFPA算法比FPA具有更好的全局优化能力,提升了算法的收敛速度与求解精度;与相关的改进算法比较结果也表明,DCFPA整体上也具有更好的优化性能。     

全局最优引导的差分演化二进制人工蜂群算法

针对基本二进制人工蜂群算法开采能力弱、收敛速度慢的缺点,提出一种全局最优引导的差分二进制人工蜂群算法。算法仿照粒子群优化,将全局最优参数引入二进制人工蜂群算法中以提高开采能力;同时受差分演化算法中“交叉”操作的启发,提出多维邻域搜索方式,加快收敛速度。采用0-1背包问题进行仿真,实验结果表明与传统算法相比,提出算法不仅寻优能力增强且收敛速度明显提高。对于10维背包问题,提出算法的收敛速度比基本二进制人工蜂群算法提高近10倍。     

一种新颖的函数优化进化算法

进化算法在求解全局优化问题时易陷入局部最优且收敛速度慢. 为了解决这一问题, 设计了一个基于下降尺度函数的杂交算子, 利用下降尺度函数与种群的关系来寻找实值函数的下降方向. 为了提高非均匀变异算子在进化后期的搜索能力, 通过均衡算子的局部搜索和全局搜索能力使其在算法后期仍能跳出局部最优. 在此基础上给出了一种新的进化算法. 最后将其与9个现有的算法进行了比较, 数值实验表明新算法快速有效.     

一种带规范知识引导的改进人工蜂群算法

针对数值函数优化问题,提出一种改进的人工蜂群算法.受文化算法双层进化空间的启发,利用信度空间中的规范知识引导搜索区域,自适应调整算法的搜索范围,提高算法的收敛速度和勘探能力.为保持种群多样性,设计一种种群分散策略,平衡群体的全局探索和局部开采能力,并且在各个进化阶段采用不同的方式探索新的位置.通过对多种标准测试函数进行实验并与多个近期提出的人工蜂群算法比较,结果表明该算法在收敛速度和求解质量上均取得较好的改进效果.     

基于双种群两阶段变异策略的差分进化算法

针对差分进化算法差分策略优化问题上的不足, 解决DE/best/1策略全局探测能力差, DE/rand/1局部搜索能力弱而带来的鲁棒性降低及陷入局部最优等问题, 本文在差分策略上进行改进, 并且加入邻域分治思想提高进化效率, 提出一种基于双种群两阶段变异策略的差分进化算法(TPSDE). 第一个阶段利用DE/best/1的优势对邻域向量划分完成的子种群区域进行局部优化, 第二个阶段借鉴DE/rand/1的思想实现全局优化, 最终两阶段向量加权得到最终变异个体使得算法避免了过早收敛和搜索停滞等问题的出现. 6个测试函数的仿真实验结果表明TPSDE在收敛速度、优化精度和鲁棒性方面都得到了明显改善.