引入莱维飞行与动态权重的改进灰狼算法

针对求解复杂优化问题时,灰狼（GWO）算法存在全局搜索能力不足、容易陷入局部最优值等问题,提出一种引入莱维飞行与动态权重策略的改进灰狼算法（LGWO）。基于Singer混沌映射初始化灰狼个体位置,增加种群多样性;收敛因子采用新的非线性更新策略,在种群迭代全期平衡全局搜索与局部搜索能力;在种群位置更新公式引入莱维飞行与动态权重策略,增加种群跳出局部最优值的概率,提升寻优准确度。通过8个基准函数的测试,并与其他优化算法和改进算法进行对比,LGWO取得了最优的收敛速度与预测精度,并验证了LGWO算法优化高维复杂问题的有效性。     

求解机器人双边装配线平衡的莱维-灰狼优化算法研究

装配线平衡在企业的生产管理中占据了重要的环节.随着自动化程度的提高,机器人在装配线上应用越来越广泛.在解决机器人双边装配线的平衡问题时,建立了以生产节拍、机器人投入成本和能耗为优化目标、多种因素限制为约束条件的数学模型,并用灰狼算法对其进行求解.根据问题的特殊性,采用了特殊的编码方法.在更新头狼的位置时,引入莱维飞行搜...     

基于莱维飞行的鸟群优化算法

针对鸟群优化算法(BSA)在求解高维多极值优化问题时容易陷入局部最优解和出现早熟收敛的情况,在原始鸟群算法的基础上,在模拟鸟群飞行行为的过程中引入莱维飞行,提出了一种基于莱维飞行的改进算法——莱维-鸟群算法(LBSA)。这种算法替换了原算法中随机的飞行位置跳变,而采用莱维飞行更新鸟群飞行后的位置,大幅提高了鸟群的位置变化活力,提高了算法的有效性。仿真结果表明,在求解高维多极值优化问题时,该算法性能优于原始鸟群算法。     

具有扰动机制和强化莱维飞行的蝗虫优化算法

针对蝗虫优化算法(Grasshopper Optimization Algorithm,GOA)存在求解精度低,收敛速度慢等问题,提出具有扰动机制和强化莱维飞行的蝗虫优化算法(DLGOA),位置参数部分使用非线性曲线函数去平衡算法局部开发和全局探索;扰动因子引入位置更新公式,提高算法寻优精度、收敛速度;将莱维飞行的步长...     

双收敛因子策略下的改进灰狼优化算法

针对标准灰狼优化算法（GWO）的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点,提出一种在非线性双收敛因子策略下基于双头狼引领的改进灰狼优化（GWO-THW）算法。首先,利用混沌Cubic映射初始化种群,提升种群分布的均匀性和多样性,并通过平均适应度值将狼群分为捕猎狼和侦察狼,两类狼群采用不同的收敛因子,在各自的头狼带领下寻找和围捕猎物;其次,为提升搜索速度和精度,设计了一种位置更新的自适应权重因子;同时,为跳出局部最优,当一定时间内未发现猎物时,狼群采用莱维（Levy）飞行策略随机更新位置。在10个常用的基准测试函数上验证GWO-THW的有效性。实验结果表明,与标准GWO及相关变体相比,GWO-THW在8个基准测试函数上都取得了较高的寻优精度和收敛速度,尤其在多峰函数上,200次迭代内就能收敛到理想最优值,从而验证了GWO-THW具有更好的寻优性能。     

基于莱维飞行的粒子群优化算法

为了有效解决粒子群优化算法易陷入局部最优的缺陷,在粒子群优化优化算法（PSO）的基础上,引入莱维飞行,提出了一种基于莱维飞行的粒子群优化算法（LPSO）。该算法在迭代过程中,对粒子位置进化效果进行判断,若粒子多次迭代后仍无法进化到更优位置,则使用莱维飞行更新粒子位置。改进后的算法增加了粒子位置变化的活力,提高了算法的有效性。仿真实验结果表明,该算法在求解全局最优时,效果优于原始粒子群优化算法,在多峰值函数优化问题中其优越性更加突出。     

Levy飞行策略结合三维灰狼优化的DV-hop定位算法

针对无线传感器网络节点部署不均衡,极大似然值估计算法对待定位节点位置计算精确度较低的问题,提出一种Levy飞行策略结合三维灰狼优化的DV-hop定位算法.首先引入节点间不同跳数权重因子解决节点部署不均衡问题;其次在灰狼算法基础上结合Levy飞行策略,对灰狼群每次位置迭代更新进行优化,并推广到三维空间;最后利用改进后的智能仿生三维灰狼算法对每一个待定位节点位置进行寻优定位计算,进一步提高待定位节点位置计算精度.实验结果表明,该算法优于经典DV-hop算法、三维加权DV-hop算法以及未使用飞行策略的灰狼算法,验证了该算法在待定节点定位的准确性.     

基于动态反向学习和莱维飞行的双搜索模式萤火虫算法

针对多目标萤火虫算法在解决复杂多目标问题时存在收敛性差和分布性不足的问题,提出了基于动态反向学习和莱维飞行的双搜索模式萤火虫算法(MOFA-LR)。该算法通过比较任意一只萤火虫与种群中其余萤火虫的适应度值,判断它们之间的支配关系,根据不同的支配关系选择不同的搜索模式。当萤火虫被支配时,应注重向帕累托前沿上的优质解靠近,因此通过动态反向学习策略求出当前个体的反向解,使用反向解结合全局最优解共同引导萤火虫移动的搜索模式,能够发掘潜在的较好解,使萤火虫最大可能地向有利方向移动,改善了算法的收敛性;当萤火虫不被支配时,应注重获得均匀分布的帕累托前沿,因此使用全局最优解引导萤火虫飞行并结合莱维扰动的搜索模式,既能有效利用非支配解的优良信息,又能避免算法陷入停滞,在改善算法收敛性的同时维护了分布性。最后,为避免算法在迭代后期出现萤火虫严重聚集的现象,添加变异算子帮助种群跳出局部最优,引导种群进行局部开采。将MOFA-LR与12种新近多目标优化算法进行比较,实验结果表明,MOFA-LR具有良好的收敛性和分布性,证明了所提策略的有效性。     

基于自适应权重和莱维飞行的改进海鸥优化算法

在齿轮系设计问题中, 传统算法存在计算复杂与精度低等缺点, 海鸥优化算法(SOA)得益于其算法原理简单、通用性强、参数少等特性, 现多用于工程设计问题. 然而, 标准海鸥优化算法易出现寻优精度低、搜索速度慢等问题, 本文提出一种混合策略改进的海鸥优化算法(WLSOA). 首先, 利用非线性递减策略增强海鸥优化算法的探索开发能力, 提高寻优精度. 其次, 在海鸥攻击阶段引入自适应权重平衡全局与局部的搜索能力和加入莱维飞行步长对当前最优解进行扰动, 提高算法跳出局部最优值的能力. 然后分别使用WLSOA、黄金正弦算法、鲸鱼优化算法、粒子群优化算法、传统海鸥优化算法及最新提出的改进海鸥优化算法, 通过在9个经典的测试函数上进行仿真实验来探究WLSOA的性能. 结果表明, WLSOA比其他6种算法寻优精度更高, 收敛速度更快. 最后, 在齿轮系设计问题上, 通过与其他13种常见的群智能算法的比较表明, WLSOA的求解性能优于其他算法.     

基于莱维飞行粒子群算法的焊接机器人路径规划

焊接机器人在工业上被广泛应用,焊接的任务规划直接关系到制造效率的提高.点焊机器人路径规划在仅考虑路径长度时可以简化为焊接顺序的优化问题,即旅行商问题.考虑到旅行商问题是NP完全问题,且是离散问题,提出一种结合莱维飞行的粒子群算法并对其进行离散化以求解此类路径优化问题.焊接机器人路径规划仿真结果验证了所提出方案的合理性和可行性.     

融合莱维飞行与黄金正弦的蚁狮优化算法

针对蚁狮优化算法较易陷入局部最优停滞、收敛精度低以及收敛速度较慢等问题,将莱维飞行机制和黄金正弦算法融合到蚁狮优化算法中,提出了融合莱维飞行与黄金正弦的蚁狮优化算法（LGSALO）。该算法利用 Levy 飞行的变异机制对寻优过程中位置更新方式进行变异操作,可以改善种群多样性,使得算法跳出局部最优,提高全局寻优能力,并在一定程度上避免了算法的过早收敛;同时引入黄金正弦算法改进精英蚁狮的寻优方式,协调算法的全局探索与局部开发能力。实验仿真结果表明,该改进算法的寻优性能良好,开发能力强。     

基于莱维飞行的改进简化粒子群算法

基于基本粒子群算法易陷入局部最优的不足,提出一种基于莱维飞行的改进简化粒子群算法LISPSO（An Improved and Simplified Particle Swarm Optimization algorithm based on Levy flight）。简化粒子群算法舍去更新公式中的速度项,仅由位置项控制其进化方向。在简化粒子群算法SPSO（Simplified Particle Swarm Optimization）的基础上,采用带有随机性的非线性递减惯性权重动态地更新每个粒子的位置。算法又融合了基于相似度及聚集度分析的莱维飞行。粒子与最优粒子间的相似度越高,或者粒子间的聚集度越高,则粒子利用莱维飞行来重新更新位置的概率也就越大,有效地帮助粒子逃离局部最优。利用matlab语言对11个测试函数进行算法仿真,结果表明,改进的算法在求解精度和收敛速度上有显著的改善。另外,将LISPSO算法应用于求解min-max-min问题,实验结果显示,改进算法在求解效果上明显优于其他对比算法。     

基于协同变异与莱维飞行策略的教与学优化算法及其应用

针对教与学优化（TLBO）算法在处理优化问题时存在搜索不均衡、易陷入局部最优、综合求解性能弱等缺陷,提出一种基于均衡优化与莱维飞行策略的改进教与学优化算法ELMTLBO。首先设计精英均衡引导策略,通过种群中多个精英个体的均衡引导提高算法的全局寻优能力;其次在TLBO算法的学习者阶段后,利用自适应权重策略对莱维飞行产生的步长进行自适应缩量,以提高种群局部寻优能力,增强个体对复杂环境的自适应性;最后设计了变异算子池逃逸策略,通过多个变异算子的协同引导,提升算法的种群多样性。为验证算法改进的有效性,将EMLTLBO算法与侏儒猫鼬优化算法（DMOA）等先进的智能优化算法以及平衡教与学优化（BTLBO）算法、标准TLBO等同类型算法在15个国际测试函数上进行综合收敛性能比较。统计实验结果表明,与先进的智能优化算法和TLBO算法变体相比,ELMTLBO算法能够有效平衡其搜索能力,不但有效求解单峰和多峰问题,而且在复杂多峰问题上仍有显著的寻优能力。在不同策略的共同作用下,ELMTLBO算法的综合优化性能突出,全局收敛性能较为稳定。此外,ELMTLBO算法成功应用于基于隐马尔可夫模型（HMM）的多序列...     

基于水波进化和动态莱维飞行的爬行动物搜索算法

针对爬行动物搜索算法存在收敛速度慢、寻优精度低和易陷入局部极值等缺陷,提出一种基于水波进化和动态莱维飞行的爬行动物搜索算法.采用Halton序列初始化种群,生成均匀分布的个体,减少个体搜索盲区和重叠概率以提升种群多样性;引入水波动态进化因子和自适应权重,协调算法全局搜索与局部开发之间的转换,提高算法收敛速度和寻优精度;结合一种动态莱维飞行变异策略,提升算法局部抗停滞能力.通过对14个基准测试函数的寻优对比分析、Wilcoxon秩和检验以及寻优时间对比结果可知,改进算法具有更好的收敛性能、寻优性能和鲁棒性.最后,通过工程应用中焊接梁设计的优化对比结果,进一步验证了改进算法处理实际工程问题的优越性.     

基于翻筋斗觅食策略的灰狼优化算法

灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)存在收敛的不合理性等缺陷,目前对GWO算法的收敛性改进方式较少,除此之外,当GWO迭代至后期,所有灰狼个体都逼近α狼、β狼、δ狼,导致算法陷入局部最优。针对以上问题,提出了一种增强型的灰狼优化算法(disturbance and somersault foraging-grey wolf optimization,DSF-GWO)。首先引入一种扰动因子,平衡了算法的开采和勘探能力;其次引入翻筋斗觅食策略,在后期使其不陷入局部最优的同时也使得前期的群体多样性略有提升。对DSF-GWO算法的寻优性能进行验证,选取14个单/多峰目标函数进行实验,在相同的参数设置下,结果表明DSF-GWO算法在寻优性能上较GWO算法有明显优势。     

一种应用于旅行商问题的莱维飞行转移规则蚁群优化算法

针对旅行商问题（traveling salesman problem,TSP）提出了一种基于莱维飞行转移规则的蚁群优化算法。该算法结合了基于莱维飞行的转移规则和蚁群系统（ant colony system,ACS）算法的转移规则,形成了一种动态权重的混合转移规则,该策略能够有效地帮助算法跳出局部最优,增强全局搜索能力。此外,随机多路径优化3-opt策略通过随机抽取部分路径与当前最优路径组合,增加算法的多样性。当算法陷入停滞时,采用信息素平均随机重置策略重置路径上的信息素浓度,有助于算法跳出局部最优。实验结果显示,算法在处理多个不同规模的TSP实例时,与最优解的误差保持在3%以内,证明了该算法在TSP中具备出色的收敛性和避免陷入局部最优解的能力。     

基于杂交策略的自适应灰狼优化算法

针对灰狼优化算法(GWO)存在较为严重的收敛性缺陷问题,提出了一种基于杂交策略的自适应灰狼优化算法(AGWO)。首先引入非线性收敛因子,以平衡算法的全局搜索性和局部开发性;其次引进遗传杂交策略,对灰狼群体以一定概率两两杂交以产生新个体,从而有效增强灰狼群体的多样性;同时为避免算法后期陷入局部最优解,受蝠鲼觅食策略的启发,引入蝠鲼觅食策略并加入了动态自适应调节因子以调节群体的多样性,有效提升算法的收敛精度及全局寻优性能。通过选取CEC2014中11个基准测试函数进行实验,与其他相关算法横纵向对比分析,多方位验证了AGWO算法的综合寻优性能。实验结果表明,在相同参数设置下,AGWO算法的收敛速度及综合寻优性能明显优于其他比较算法。     

基于莱维萤火虫算法的智能生产线调度问题研究

针对智能生产线调度过程中易出现饥饿和堵塞等问题,通过分析调度过程,建立调度问题的目标函数和约束条件;然后提出一种基于莱维飞行的新型萤火虫算法,利用莱维分布提高种群的搜索范围和有效性,以最大和最小荧光素作为边界约束优化荧光素迭代公式,提高个体所携带荧光素的合理性;引入立方映射实现对种群的优化,提高种群的综合搜索能力.算法...