基于耗散结构理论的差分进化算法*

差分进化算法是一种新的进化计算技术,为解决其早熟问题,提出了一种基于耗散结构理论的改进差分进化算法。在变异成功的个体数和交叉算子之间建立联系,使变异成功的个体影响交叉算子,提高全局收敛能力。仿真实验表明,通过对三个标准测试函数的测试,并与标准遗传算法和差分进化算法相比,所提出的改进差分进化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。     

基于混合变异策略的动态差分演化算法

为提高差分演化算法的收敛速度和求解精度,提出了一种基于混合变异策略和参数自适应调整的动态差分演化算法,该算法首先选用3种变异策略作为候选池,通过记录各策略的历史效果来设置其候选概率,每个个体采用轮盘赌的机制从候选池中选取一个变异策略进行变异,在选择时采用动态机制让变异交叉产生的优秀试验个体直接替换目标个体来提高算法的收敛速度,算法的变异算子F、交叉算子CR根据进化中的反馈信息自适应动态调整。利用13个不同类型的经典测试函数进行实验,结果表明算法在收敛速度和求解精度上具有比较好的优势。     

用于求解约束优化问题的自适应佳点集进化算法

提出一种用于求解约束优化问题的自适应佳点集进化算法.新算法利用佳点集原理设计多点交叉算子,该交叉算子能够根据父代个体的相似度自适应调整交叉点的位置和子代个体的数目,产生具有代表性的子代个体.在约束处理技术上,改进了Deb的三条比较准则,提出一种新的适应度函数用于比较个体优、劣的比较准则.通过对13个标准测试函数的试验比较验证了新算法的有效性和稳健性.     

求解矩形件优化排样的自适应模拟退火遗传算法

矩形件优化排样是一个NPC问题,在工业界有着广泛的应用.针对该问题,提出一种自适应模拟退火遗传算法.采用一种基于环形交叉算子和环形变异算子的自适应遗传算法来自动调整交叉和变异概率;同时引入模拟退火算法对个体适应度大于平均适应度的个体进行退火处理.自适应模拟退火遗传算法充分发挥了自适应遗传算法与模拟退火算法各自的全局搜索能力与局部搜索能力.对比实验表明,该算法结合改进的最左最下布局算法解决矩形件优化排样问题更加有效.     

基于快速自适应差分进化算法的电力系统经济负荷分配

提出一种求解复杂电力系统经济负荷分配问题的快速自适应差分进化算法(FSADE).从矢量运算角度对变异算子进行分析,提出了一种改进的变异算子,大大提高了算法的收敛速率.根据个体的进化过程,引入自学习机制,对个体的变异和交叉概率常数进行自适应地调整,提高了算法的鲁棒性.3个不同规模的算例仿真结果表明,与其他4种典型智能优化算法相比, FSADE具有更好的计算精度和计算速度,是一种求解电力系统经济负荷分配问题的有效方法.     

混合正交遗传算法及其在函数优化上的应用

在分析和研究正交遗传算法的基础之上,依据混合优化策略及混合遗传算法的构造原则,通过对自适应正交局部搜索算子的改进提出了一种新的变异算子。该算子具备自适应全局搜索和局部搜索的能力,能够保证算法的变异概率取值为1.0时,算法的搜索效率最高;结合正交交叉算子之后,又能保证算法的交叉概率也取值为1.0时,算法的搜索效率最高;由此解决了交叉概率和变异概率参数的匹配问题。而使用的截断选择和负相关配对、最优交叉策略、精英选择和重复个体剔除策略等组合算子,一方面能够保证算法的收敛速度;另一方面也能有效地保持种群的多样性,这样在保证算法快速收敛的同时避免出现早熟现象;由此解决了＂全局最优＂和＂快速收敛＂的矛盾。因此,提出的改进型新算法在处理一些常用的测试函数上具有较高的效率。     

自适应梯度指导交叉的进化算法

针对进化算法随机盲目搜索的缺点,提出一种新的自适应梯度信息指导交叉的进化算法.该算法首先利用混沌序列初始化种群,在迭代过程中,根据当前最优个体的梯度信息和种群与个体的聚集程度,自适应地确定最优个体的负梯度方向范围,在该范围内随机选择个体与当前最优个体进行算术交叉操作,使交叉后的个体以较大概率向较好解的方向进化.另外,引入自适应变异算子用于平衡算法的开发和探测能力.几个典型测试函数的实验结果表明,新算法具有较高的收敛精度.     

求解约束优化问题的改进元胞遗传算法

针对约束优化问题,提出一种改进元胞遗传算法.将自适应ε约束处理技术与元胞遗传算法结合,对于自适应ε约束处理技术中的截断进化代数,在其前期提出偏好性指标概念,随机选取满足约束条件较好的个体引导种群快速向可行域逼近,在其后期采用改进柯西变异算子避免陷入局部最优.基于一组标准测试函数进行测试,与其它算法进行对比,结果表明算法具有较好的收敛精度,且在高维函数中取得更优的结果,验证了算法的有效性与先进性.     

一种进化类混合算法的研究

针对现有的单一算法在解决数值优化问题中存在的问题,提出了一种基于进化计算的混合算法.该算法在原有遗传算法的基础上对交叉算子进行改进,同时将模拟退火算法与变异算子进行结合形成一种模拟变异算子;为提高算法的求解精度和收敛速度,在算法中引入了进化策略的自适应搜索特性; (μ,λ)选择算子的应用增加了跳出局部最优解的几率,精英保留策略的选用能够保障算法收敛于全局最优解.用两个典型的测试函数对该算法进行测试,测试结果表明算法能够跳出局部最优解的陷阱,快速高效,高精度地收敛于全局最优解.     

基于熵的自适应变异的粒子群优化算法

在研究标准粒子群算法原理的基础上,提出了一种基于熵的自适应变异粒子群优化算法.此算法利用熵来评价种群的多样性,并根据种群的多样性自适应地调整变异概率和变异算子,进而利用变异操作丰富种群多样性,扩大搜索空间,避免陷入局部最优.将改进后的算法运用常见的几个测试函数进行了寻优仿真,仿真结果表明了基于熵的自适应变异粒子群优化算法的可行性和有效性.     

自适应蚁群差分进化算法

针对传统差分进化算法在求解高维复杂问题时存在通用性差、鲁棒性低、收敛速度慢和求解精度低等问题,提出一种基于蚁群算法的自适应多模式差分变异策略.算法在每代进化中,个体根据各变异进化模式上的信息素大小,采用轮盘赌选择策略选择变异算子,并根据各变异算子对优化所做贡献的大小对信息素进行动态更新,贡献大的变异算子可以获得更多被选择的机会,使得各变异算子发挥其最大性能,从而提高算法的收敛速度和通用性.对5个高维的benchmark函数进行算法验证,实验结果表明,该算法很好的提高了差分进化算法的通用性和鲁棒性,有效地克服了收敛速度慢和早熟等问题.     

基于萤火虫算法的自适应花授粉优化算法

花授粉算法是一种新的启发式算法,由于存在易陷入局部最优且演化后期收敛速度慢等缺陷,导致算法的寻优能力受到限制。针对该算法存在的不足,在局部授粉过程中引入自适应的变异因子,并对花授粉算法中的转换概率进行自适应调整后,将其与萤火虫算法相结合,提出了一种基于萤火虫算法的改进花授粉算法;最后,通过经典的标准测试函数对新提出的算法与DE-FPA、PSO-FPA做比较实验。实验结果表明,改进后的算法比基本花授粉算法具有更高的收敛精度和稳定性。     

基于改进帝王蝶优化算法的特征选择方法

针对帝王蝶优化算法(MBO)全局搜索能力较弱、在迁移过程中容易出现种群多样性减少等问题,文中提出基于柯西变异的差分自适应MBO及其特征选择算法.首先,使用差分进化算法中的变异操作替换MBO的迁移算子,提升全局搜索能力.然后,将自适应调整策略融入MBO的调整算子,改变单一的调整方式.最后,对每次更新的种群进行柯西变异,增加种群多样性.为了验证改进帝王蝶优化算法及其特征选择方法的性能,通过基准函数和UCI数据集两部分实验对其进行测试,结果表明文中算法性能较优.     

一种新型的克隆选择算法*

针对克隆选择算法自适应能力较弱的缺陷,给出了一种基于危险理论的自适应克隆选择算法。设计了危险信号操作算子,该算子将种群浓度的变动作为环境因素,以抗体—抗原亲和力为依据计算各个抗体在该环境因素下的危险信号,最终通过危险信号自适应地引导免疫克隆、变异和选择等后续免疫应答。实验结果表明本文算法具有较好的自适应能力和多值搜索能力。     

基于概率幅编码的混合量子演化算法

个体基于量子概率幅进行编码,并将经典遗传算法的杂交算子用于量子演化算法中演化目标的优化,提出了混合量子演化算法。算法中对量子旋转角自适应更新,并首次引入了突变度的概念定义了自适应的变异算子,对量子个体的演化目标定期实施杂交,有效地交换并利用了演化信息,避免了未成熟收敛,提高了算法效率。数值优化问题的实验结果表明该算法优于QEA和CGA,并能以极大概率成功地解决“大海捞针”问题,且计算效率高,优化速度与CGA相当。     

混合整数非线性规划问题的改进差分进化算法*

提出一种改进差分进化算法求解混合整数非线性规划问题。该算法利用同态映射方法,解决差分进化算法无法直接处理整数决策变量问题;提出改进的自适应交替变异算子,提高算法的搜索性能;提出一种自适应保留不可行解的方法处理约束条件,并对差分进化算法的选择算子进行改进,提出一种直接处理约束条件的新选择算子。六个常用的混合整数非线性规划问题的实验结果表明了该方法的有效性和适用性。     

基于发现者预选择机制的自适应群搜索算法

为克服群搜索(GSO)算法早熟的缺点,提高算法收敛速度,提出一种基于发现者预选择机制的自适应群搜索（PSAGSO）算法。首先,依据发现者追随者模型,采用预选择机制,用倒序变异算子产生新发现者,来引导追随者寻优的方向,有效地维持了群体中个体的多样性;其次,提出一种基于线性递减的动态自适应方法来调整游荡者的分布比例,以提高种群中个体的活力,有利于算法跳出局部最优。通过对12个基准函数进行测试。对于30维函数优化,PSAGSO算法的测试数据优于He等(HE S, WU Q H, SAUNDERS J R. Group search optimizer: an optimization algorithm inspired by animal searching behavior. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, 2009, 13(5): 973-990)提供的数据;对于300维函数优化问题,PSAGSO算法的性能更佳。实验结果表明,PSAGSO克服了群搜索优化算法的不足,在一定程度上提高了算法的收敛速度和收敛精度。     

带有约束优化的遗传算法求解TSP

主要研究用遗传算法解决带有约束的TSP的方法。使用贪婪交叉算子、自适应变异算子和带有精英保留策略的选择算子相结合对基本遗传算法进行了改进,针对实际TSP中的约束条件讨论了罚方法在遗传算法中的应用,提出了自适应的惩罚函数,并将其与改进后的遗传算法相结合,解决了带有时间约束的TSP。通过对实验结果的比较分析,证明了该方法的可行性和有效性。     

求解动态需求车辆调度问题的自适应量子遗传算法

针对物流配送过程中存在的动态车辆调度问题,即带载车量约束的实时优化车辆路径问题,提出一种自适应量子遗传算法,用于最小化配送成本.根据搜索点目标函数的变化率,提出一种自适应量子旋转门更新方式,并通过子种群适应度值的变化确定量子旋转角的方向和大小,进而引导种群进化方向,提高算法的全局搜索广泛性;设计了一种变异操作,用于保持自适应量子遗传算法的种群多样性,进而提高算法全局搜索的宽泛性;引入基于两元素搜索原则的局部搜索方法来增强算法的局部优化能力.仿真实验和算法比较验证了所提算法的有效性和优越性.     

一种新的免疫进化算法在函数优化中的应用

针对克隆选择算法在求解高维函数优化问题时易陷入局部最优以及收敛速度较慢的弱点,本文基于生物免疫系统内部学习优化机制以及进化算法,提出了一种新的免疫进化算法,它包括正交交叉、单形交叉、克隆、多极变异和选择。新算法将进化计算的思想融入到克隆选择中,提出了一种新的变异算子,在保证种群多样性的同时提高了算法的全全局寻优能力。理论分析证明了算法的收敛性,并将算法应用于不同的测试函数进行仿真实验。结果表明,该算法是有效的。