一种并行免疫进化策略算法研究

基于克隆选择原理,提出一种自适应并行免疫进化策略．在算法中根据抗体抗原亲和度将初始抗体种群分为两个子群,相应地提出了精英克隆算子和超变异算子．通过精英克隆算子提高算法局部搜索能力,同时利用超变异算子维持种群多样性,通过这两个功能互补算子的并行操作实现种群进化．仿真表明,自适应并行免疫进化策略搜索效率高,能有效抑制早熟收敛现象,可用于解决复杂机器学习问题．     

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.     

聚类佳点集交叉的约束优化混合进化算法

提出一种基于聚类佳点集多父代交叉和自适应约束处理技术的混合进化算法用于求解约束优化问题.新算法的主要特点是:在搜索机制方面,利用佳点集方法构造初始化种群,使个体能够均匀地分布在整个搜索空间.然后根据父代个体的相似度将种群个体进行聚类分析,从聚类中随机选择个体进行佳点集多父代交叉操作,利用多个父代个体所携带的信息产生新的具有代表性的子代个体,能够维持和增加种群的多样性.另外,引入局部搜索策略以提高算法局部搜索能力和收敛速度.在约束处理技术上,新算法引入了一个自适应约束处理技术,即根据当前种群中可行解的比例自适应选择不同的个体比较准则.通过15个标准测试函数验证了新算法的有效性.     

集成协方差矩阵自适应进化策略与差分进化的优化算法

不同智能优化算法在求解优化问题时通常表现出显著的性能差异.差分进化(DE)算法具备较好的全局搜索能力,但存在收敛慢、效率低的不足,协方差矩阵自适应进化策略(CMA–ES)局部搜索能力强,具备旋转不变性,但容易陷入局部最优,因此, DE和CMA–ES之间具有潜在的协同互补能力.针对上述问题,提出了一种集成协方差矩阵自适应进化策略与差分进化的优化算法(CMADE).在CMADE框架中, DE算法负责全局搜索, CMA–ES算法进行局部搜索.通过周期性解交换机制实现CMA–ES和DE两个算法间协同交互和反馈控制.在解交换时,从DE种群中选择优秀个体,利用CMA–ES算法在优秀个体周围进行局部搜索.同时在DE和CMA–ES的混合种群中,综合考虑解的多样性和最优性,选取一定比例的解作为DE算法的新种群进行全局搜索,实现全局搜索与局部搜索的动态平衡.将CMADE算法与CMA–ES, DE, SaDE, jDE, EPSDE, ACODE和SHADE算法在CEC2014标准测试集上进行比较实验.结果表明, CMADE整体性能显著优于其它比较算法.     

分级变异的动态克隆选择算法

基于浮点数编码,提出一种分级变异的动态免疫克隆选择优化算法．根据抗体的亲和度将种群分解为3个子种群,分配以不同的搜索任务,实施不同的变异策略．在进化过程中动态改变种群规模、克隆规模和变异参数,从而加快了全局搜索速度,提高了局部搜索精度．对5个复杂函数的优化仿真实验表明了该算法的有效性。     

基于克隆选择差分进化算法的永磁同步电机参数辨识

针对永磁同步电机(PMSM)多参数高精度辨识的问题,提出了一种克隆选择差分进化(DE-IC-SA)算法,将其运用于永磁同步电机的多参数在线辨识.算法通过对差分进化算法与免疫克隆选择算法进行混合优化,提高了种群多样性,加强了局部和全局的搜索能力.通过仿真实验表明:相较于差分进化算法与粒子群优化(PSO)算法,所提算法能同...     

多方法协作免疫进化算法研究

为提高免疫进化算法的全局寻优能力并降低计算复杂度,提出了多方法协作免疫进化算法。对免疫进化算法进行了改进。考虑抗体个体差异性,将抗体种群划分为精英、普通和劣等子群,对其分别执行高斯变异、均匀变异和消亡更新等差别化操作,增强了算法全局搜索能力。模式搜索法的探测和模式移动策略由单步交替改为贪婪下降,加快了算法收敛速度。将模式搜索法作为局部搜索工具嵌入免疫进化流程,同时采用免疫进化信息指导模式搜索法的初始点和参数设置,实现多方法协作优化。采用经典测试函数和某星载电子设备布局优化问题对算法进行了测试,测试结果表明算法寻优能力和收敛速度优于免疫进化算法,计算复杂度有显著下降。     

自适应混合变异克隆选择算法研究

克隆选择算法是免疫入侵理论中检测器进化的核心。传统免疫克隆选择算法中通过单一的变异很难同时兼顾全局和局部搜索,从而导致容易陷入局部最优或者收敛速度慢等弊端,通过引入文化算法,实现种群空间和信仰空间双层进化,在变异时将全局搜索能力强的柯西变异和局部搜索能力强的混沌变异相结合,提出了自适应混合变异克隆选择算法,利用信仰空间的知识来自适应地确定两种变异的作用时间和作用比例,通过KDDCUP99数据集进行测试,结果显示该算法有较好的收敛性和鲁棒性。     

基于改进免疫算法的电力电源规划

提出了一种改进的人工免疫算法来计算电力系统电源规划,免疫算法是根据人或其它高等动物免疫系统的机理而设计的,将目标函数和不等式约束条件作为抗原,将搜索空间的解作为抗体,依据抗原与抗体的结合力以及抗体之间的结合力对解进行评价和选择,该算法在保持了基本免疫算法的全面搜索能力基础之上,又通过引入矢量距等概念使得免疫算法在理论上保证了解的多样性,通过仿真计算表明该算法是可行的,与遗传算法等模拟进化算法相比,该算法全局搜索能力强,收敛速度快.     

基于差分演化与猫群算法融合的群体智能算法

提出一种基于差分演化与猫群算法融合的群体智能算法。该算法基于猫群算法的两种行为模式,引进差分演化的思想,根据分组率随机把群体分成两个种群,一个种群执行猫群算法搜寻模式,另一种群执行差分变异模式,算法采用一种信息共享机制,使两个种群在搜索最优解时可以实现协同进化,信息交流。既实现了不同进化模式间的优势互补,又可以增加种群的多样性。对5个基准函数进行仿真实验并分别与DE和CSO进行比较,表明混合算法同时具有全局搜索和局部搜索最优解性能,收敛速度快,计算精度高,更适合用于求解高维复杂函数。     

协同智能的蝙蝠差分混合算法

为解决差分进化算法后期收敛易陷入局部最优和早熟收敛的问题,提出一种群体智能优化算法,即协同智能的蝙蝠差分混合算法。利用蝙蝠个体脉冲回声定位的特点,与差分种群相互协作,在当前最优解gbest附近进行一次详细搜索,有效增加种群的多样性,跳出局部最优。通过蝙蝠种群和差分种群两个种群的相互协作,较好平衡全局搜索和局部开发之间的能力。为验证算法有效性,选用9个常用的基准测试函数和5个0-1背包问题,与标准粒子群算法、带高斯扰动的粒子群算法、蝙蝠算法、差分算法、烟花算法相对比,仿真实验表明,所提算法总体性能优于其它5种算法。     

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。     

一种求解TSP问题的分层免疫算法

为提高人工免疫算法求解旅行商问题的效率,构造了一种基于多子种群免疫进化的两层框架模型.在此模型的基础上提出了分层局部最优免疫优势克隆选择算法(HLOICSA).通过对多个子种群进行低层免疫操作--局部最优免疫优势、克隆选择、基于信息熵的抗体多样性改善和高层遗传操作--选择、交叉、变异,增强优秀抗体实现亲和力成熟的机会,提高抗体群分布的多样性,在深度搜索和广度寻优之间取得了平衡.针对TSP的实验结果表明,该算法具有可靠的全局收敛性及较快的收敛速度.     

基于混合变异策略的改进差分进化算法及函数优化

针对差分进化算法DE 传统变异策略不能有效平衡全局搜索和局部搜索,并且算 子固定,导致算法早收敛、搜索效率较低。基于DE 变异策略性能,提出一种混合变异策略, 力图平衡算法探索和开发能力,使得前期增强全局搜索,保持种群多样性; 后期偏重局部搜 索,尽快收敛到全局最优值。同时操作算子采用随机正态缩放因子F 和时变交叉概率因子CＲ, 进一步改善算法性能。几个典型Benchmarks 测试函数实验表明: 该改进型差分进化算法能有 效避免早收敛,较好地提高算法的全局收敛能力和搜索效率。     

基于种群多样性的可变种群缩减差分进化算法

为了更有效地避免早熟收敛,提高算法的全局搜索能力,提出了基于种群多样性的可变种群缩减差分进化算法(Dapr-DE)。首先,Dapr-DE使用群体多样性指标控制种群规模缩减;然后,使用聚类将种群分为不同类簇,在类簇中根据适应度值删除个体,既维持了种群的多样性,又减少了由于 存在过多相似个体而导致的局部收敛。最后在CEC14测试集的30个函数优化问题上进行了实验比较,验证了所提算法的有效性。     

基于差分演化和克隆选择机制的优化算法

为了解决函数优化过程中的“早熟收敛”和“搜索迟钝”问题,将差分演化算法与克隆选择算法进行了结合,提出了一种新的差分演化克隆选择算法。该算法将克隆选择操作引入到差分演化算法中,达到了既能够选出最好个体又能够保证种群多样性的效果。实验结果表明该算法在多峰值函数优化问题中,具有求解精度较高,收敛速度较快等优点。     

基于DE 和SA 的Memetic 高维全局优化算法

针对高维复杂多模态优化问题,传统的进化算法存在收敛速度慢,求解精度低等缺点,提出一种面向高维优化问题的Memetic全局优化算法。算法通过全局搜索和局部搜索结合的混合搜索策略,采用多模式并行差分进化算法进行全局搜索,基于高斯分布估计的模拟退火算法进行局部搜索。改进后的Memetic算法不仅继承了差分进化算法能发现全局最优解的优点,而且能大幅度提高搜索效率。最后,通过对4个高维多峰值Benchmark函数进行仿真实验,实验结果表明本文算法有效提高了算法的收敛速度和求解精度。     

Immune clonal selection algorithm for capacitated arc routing problem

In existing metaheuristics for solving the capacitated arc routing problem, traversal local search operators are often used to explore neighbors of the current solutions. This mechanism is beneficial for finding high-quality solutions; however, it entails a large number of function evaluations, causing high computational complexity. Hence, there is a need to further enhance the efficiency of such algorithms. This paper proposes a high-efficiency immune clonal selection algorithm for capacitated arc routing instances within a limited number of function evaluations. First, an improved constructive heuristic is used to initialize the antibody population. The initial antibodies generated by this heuristic help accelerate the algorithm’s convergence. Second, we show how an immune clonal selection algorithm can select in favor of these high-quality antibodies. By adopting a variety of different strategies for different clones of the same antibody, it not only promotes cooperation and information exchanging among antibodies, but also increases diversity and speeds up convergence. Third, two different antibody repair operations are proposed for repairing various kinds of infeasible solutions. These operations cause infeasible solutions to move towards global optima. Experimental studies demonstrate improved performance over state-of-art algorithms, especially on medium-scale instances.     

多目标差分进化算法的电力系统无功优化

 在传统电力系统无功优化( Reactive Power Optimization,RPO) 模型中引入电压水平 指标,建立了以网损最小,电压水平最好为目标的多目标差分进化算法( Differential Evolution Algorithm) 的模型。针对基本差分进化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,提出一种 具有自适应参数策略的改进差分进化算法并首次用于多目标电力系统无功优化问题。通过在 算法进化过程中调整变异因子F 和交叉因子CR,在初期增加种群的多样性、扩大全局搜索区 域; 从而可以避免算法陷入局部最优解; 同时在后期也加快了收敛速度。将该算法用于电力系 统无功优化并仿真计算了IEEE-14 节点标准测试系统,结果验证模型和算法的有效性。