混沌精英池协同教与学改进的ChOA及其应用

针对黑猩猩优化算法存在全局搜索能力弱、寻优精度低、收敛速度慢等问题,提出一种混沌精英池协同教与学改进的黑猩猩优化算法（chimp optimization algorithm improved by the elite chaos pool collaborative teachinglearning,ECTChOA）。采用混沌精英池策略生成初始种群,增强初始解的质量和种群的多样性,为算法全局寻优奠定基础;引入自适应振荡因子平衡ChOA的全局探索和局部开发能力;结合教与学优化算法的教学阶段和粒子群优化算法的个体记忆思想优化种群位置更新过程,提高算法的寻优精度和收敛速度。仿真实验将ECTChOA与标准ChOA、其他元启发式优化算法和最新改进ChOA在12个基准测试函数下进行寻优对比,实验结果与Wilcoxon秩和检验p值结果均表明所提改进算法具有更高搜索精度、更快的收敛速度和更好的鲁棒性。另外,将ECTChOA应用于机械工程设计案例中,进一步验证ECTChOA在实际工程问题中的可行性和适用性。     

增强寻优能力的自适应人工蜂群算法*

针对人工蜂群算法在求解函数优化问题中存在收敛精度不高、收敛速度较慢的问题,提出了一种改进的增强寻优能力的自适应人工蜂群算法。该算法利用逻辑自映射函数产生混沌序列对雇佣蜂搜索行为进行混沌优化,并引入萤火虫算法中的自适应步长策略动态调整观察蜂的搜索行为,从而提升了算法的局部搜索能力。基于标准测试函数的仿真结果表明,改进后的人工蜂群算法在寻优精度和收敛速度上均有明显提高。     

多策略融合的改进麻雀搜索算法及其应用

针对麻雀搜索算法易陷入局部最优、收敛速度慢等不足,提出一种多策略融合的改进麻雀搜索算法.采用精英混沌反向学习策略生成初始种群,增强初始个体的质量和种群多样性,实现对更多优质搜索区域的勘探以提升算法的局部极值逃逸能力和收敛性能;结合鸡群算法的随机跟随策略,优化麻雀搜索算法中跟随者的位置更新过程,平衡算法的局部开发性能和全局搜索能力;采用柯西-高斯变异策略提升算法的种群多样性保持能力和抗停滞能力.对10个不同特征的基准测试函数进行寻优,测试结果与Wilcoxon符号秩检验结果均表明改进算法具有更好的寻优精度、收敛性能和稳定性.最后,利用改进算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,应用于煤与瓦斯突出危险性辨识,通过实验进一步验证改进策略的有效性和改进算法的优越性.     

基于改进EO-BP神经网络的高压线损预测

针对高压线损预测精度不高的问题,提出一种基于均衡优化器（Equilibrium Optimizer,EO）和BP神经网络相结合的线损预测模型。首先,为了提高EO算法的寻优能力,利用多种混沌映射关系初始化种群,使种群多样性增加,全局搜索能力得到改善;同时,采用物竞天择概率跳脱策略改进EO算法,使模型依概率跳出局部最优而收敛于全局最优解。其次,采用改进的EO算法对BP神经网络的权值和偏置进行优化,进而改善BP神经网络的预测效果。最后,实验结果证明,所提线损预测模型相对于回归模型、BP神经网络模型、模拟退火算法优化BP神经网络模型和EO优化BP神经网络模型具有更高的预测精度。     

融合单纯形法和个体记忆的鲸鱼算法及工程应用

针对传统鲸鱼优化算法寻优精度低、收敛速度慢、易获局部最优的不足,提出基于单纯形法和融入个体记忆的改进鲸鱼优化算法。引入非线性收敛因子调整机制,使收敛因子呈现不同递减速率,前期注重全局搜索,后期注重精细开发,协调搜索与开发的平滑转换;引入单纯形法增强种群局部搜索能力,提升寻优收敛速度;融合个体记忆和种群最优解改善位置更新,协调个体与种群的信息交流和个体记忆对算法的搜索和寻优能力。基准函数寻优测试结果表明,该算法可以有效提升收敛速度和寻优精度,避免局部最优解。将改进算法应用于拉伸弹簧设计这类典型工程设计问题,验证了算法的可行性。     

多策略改进的蛇优化算法

为改进蛇优化算法(Snake Optimizer, SO)在探索方式、变量计算、空间搜索方式和种群更新方式等方面存在的不足,提出了一种多策略改进的蛇优化算法(Improved Snake Optimizer, ISO)。首先,提出探索寻优策略,根据个体相对于优势个体的位置更新自身的位置,使种群在前期快速收敛到最优解附近。其次,优化变量计算方式,将SO算法中的指数运算改进为多项式运算,提高SO的时间效率。同时引入动态调整搜索空间的机制,随种群进化迭代次数的增加逐步扩展搜索范围以提高寻优能力。最后,引入优势进化策略,淘汰适应度较差的个体并结合优势个体的基因产生新个体,快速提高种群优势基因比例以增加收敛速度。对不同基准测试函数进行寻优实验,分别与经典SO算法和5种启发式算法进行对比,结果表明ISO具有较强的寻优能力。为进一步验证所提算法的高效性和实用性,将ISO应用于全连接神经网络的优化问题,结果表明基于ISO优化的神经网络具有更优的分类效果。     

动态调整搜索策略的果蝇优化算法

针对标准果蝇优化算法（Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA）收敛速度慢、容易陷入局部最优及寻优精度低等缺陷,提出了一种动态调整搜索策略的果蝇优化算法（Fruit Fly Optimization Algorithm with Dynamic Adjustment of Search Strategy,FOAASS）。利用混沌映射增强种群初始位置的均匀性和随机性;根据种群进化信息动态调整部分果蝇的搜索策略;通过转换概率随机选取搜索半径并对其进行动态调整;当算法陷入早熟时,改变搜索策略以跳出局部最优。仿真实验结果表明,提出的改进算法相比标准果蝇优化算法和部分改进算法,有较好的寻优精度和收敛速度。     

多策略黑猩猩优化算法研究及其工程应用

针对基本黑猩猩优化算法存在的依赖初始种群、易陷入局部最优和收敛精度低等问题,提出一种多策略黑猩猩优化算法EOSMICOA（chaotic elite opposition-based simple method improved COA）。在EOSMICOA算法中,利用混沌精英反向学习策略对黑猩猩个体位置进行初始化,提高种群的多样性和质量,同时在位置更新过程中利用单纯形法和群个体记忆机制对较差个体进行改进,进一步提高算法的局部开发能力和勘探能力,以及算法的寻优精度。为验证改进算法的寻优能力,将EOSMICOA算法与多个智能算法对20个复杂函数进行对比实验,结果表明EOSMICOA在收敛精度、寻优速度等方面都有明显优势。最后,将EOSMICOA与当前最新改进算法应用于焊接梁设计中,对比结果表明EOSMICOA可以更有效地应用于工程设计优化问题。     

变尺度混沌算法的BP网络优化*

采用变尺度混沌优化方法代替梯度下降法融入BP神经网络,在优化搜索过程中不断缩小搜索空间,克服了标准BP算法易陷入局部极小的缺点,能有效地寻找到BP神经网络权值的全局最优值。此外,进一步提出变尺度混沌优化与梯度下降法有机结合的算法,能有效缩短单一的变尺度混沌优化BP算法的训练时间。仿真结果表明,改进的BP神经网络具有实现简单、寻优性强和优化效率高等特点。     

混沌精英质心拉伸机制的樽海鞘群算法

针对樽海鞘群算法求解精度不高的缺点,提出一种混沌精英质心拉伸机制的樽海鞘群算法。引入改进的Tent混沌序列生成初始种群,以增加初始个体的多样性;选择最优个体采用精英质心拉伸机制,可增强全局搜索能力。将改进算法在12个典型复杂函数和CEC2014函数优化问题上进行仿真实验,并同经典的遗传算法和粒子群算法进行对比。结果表明,混沌精英质心拉伸机制的樽海鞘群算法具有更好的全局搜索能力,寻优精度比标准算法有所增强。在求解高维和多峰测试函数上,改进算法拥有更好的性能。     

竞争算法优化BP神经网络性能研究

针对诸多群智能算法容易陷入局部最优、收敛速度慢的特点，提出一种参数设置少，全局搜索能力强的竞争算法.通过10个基准函数与粒子群算法的比较，30次试验下竞争算法的平均值与最小值均优于粒子群算法，验证了该算法的有效性.用竞争算法优化BP神经网络，并对11个测试数据集进行分类，实验结果表明，用竞争算法优化后的BP神经网络在11个测试集上性能均优于原始算法，且在大部分测试集上性能优于用遗传算法优化的BP神经网络.该算法能有效提高分类正确率，增强鲁棒性.     

改进的粒子群算法优化神经网络及应用

针对神经网络权值选取不精确的问题,提出改进的粒子群优化算法结合BP神经网络动态选取权值的方法。在改进的粒子群优化算法中,采用动态惯性权重,并且认知参数与社会参数相互制约。同时,改进的粒子群优化算法结合差分进化算法使粒子拥有变异与交叉操作,保持粒子的多样性。基于改进的粒子群优化算法与BP神经网络,构建IPSONN神经网络模型并运用于酒类品质的预测。实验分别从训练精度、正确率及粒子多样性三方面验证了IPSONN模型的有效性。     

融合多策略的鸟群算法及油层识别ELM模型优化

为了改进鸟群算法易陷入局部最优、收敛速度慢以及种群多样性不足的缺点,提出融合多策略的鸟群算法.引入混沌权重和对称切线混沌加速系数以及高斯扰动策略,增强算法跳出局部最优的能力;引入混合多步选择和自适应步长因子策略,加快算法的收敛速度;引入小波变异策略,丰富算法的种群多样性.实验采用10个基准测试函数,将改进的算法与另外5...     

基于Logistic模型和随机差分变异的正弦余弦算法

针对标准正弦余弦算法(Sine Cosine Algorithm,SCA)处理全局优化问题时存在收敛速度慢、易陷入局部最优和求解精度低的缺点,文中提出了一种基于非线性转换参数和随机差分变异策略的改进正弦余弦算法(LS-SCA)。首先,设计一种基于Logistic模型的非线性转换参数策略以平衡算法的全局搜索和局部开发能力;其次,引入随机差分变异策略以增强种群的多样性与避免算法陷入局部最优;最后,将非线性转换参数和随机差分变异策略进行融合。一方面,选取12个标准测试函数进行全局寻优的仿真实验。结果表明,与其他SCA类算法和最新智能算法相比,LS-SCA在收敛精度和收敛速度指标上均能达到较优的效果。其中,随机差分变异策略对LS-SCA全局寻优能力的提升尤为明显。另一方面,利用LS-SCA优化神经网络参数解决了两类经典分类问题。实验结果表明,与传统的BP算法和其他智能算法相比,基于LS-SCA的神经网络能达到较高的分类准确率。     

数值优化改进的BP网络的模式分类对比

研究了共轭梯度算法、拟牛顿算法、LM算法三类常用的数值优化改进算法,基于这三类数值优化算法分别对BP神经网络进行改进,并构建了相应的BP神经网络分类模型,将构建的分类模型应用于二维向量模式的分类,并进行了泛化能力测试,将不同BP网络分类模型的分类结果进行对比. 仿真结果表明,对于中小规模的网络而言,LM数值优化算法改进的BP网络的分类结果最为精确,收敛速度最快,分类性能最优;共轭梯度数值优化算法改进的BP网络的分类结果误差最大,收敛速度最慢,分类性能最差;拟牛顿数值优化算法改进的BP网络的分类结果误差值、收敛速度及分类性能介于上述两种算法之间.     

基于SQP局部搜索的多子群果蝇优化算法

针对基本果蝇优化算法在寻优过程中种群多样性降低导致算法易陷入早熟收敛的问题,提出了基于序列二次规划（SQP）局部搜索的多子群果蝇优化算法（MFOA-SQP）。新算法将果蝇种群均匀划分为多个子群,并引入粒子群算法中的惯性权重和学习因子,协同调节果蝇移动方向和步长;每隔一定迭代次数重新划分子群,避免种群单一化,使算法更易跳出局部最优;对子群最优个体进行SQP搜索,提高局部寻优性能。通过6个测试函数和优化广义回归神经网络对银行客户进行分类的实验结果表明,算法在寻优精度和速度方面性能优越,能够有效提高广义回归神经网络的分类准确率。     

混合策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法存在的迭代过程中种群多样性减少且容易陷入局部最优以及收敛速度慢等问题,提出混合策略改进的麻雀搜索算法（MSSSA）。利用Circle映射初始化麻雀个体位置,增加初始种群的多样性。结合蝴蝶优化算法（BOA）中蝴蝶飞行方式,改进发现者的位置更新策略,增强算法全局探索能力。采用逐维变异方法对个体位置进行扰动,提升算法跳出局部最优的能力。在仿真实验中与4种基本算法和5种改进算法基于10个基准测试函数进行比较并进行Wilcoxon秩和检验,结果表明所提算法具有更好的收敛性和求解精度,全局寻优能力得到大幅提升。     

粒子置换的双种群综合学习PSO算法

针对粒子群算法(PSO)种群多样性低和易于陷入局部最优等问题,提出一种粒子置换的双种群综合学习PSO算法(PP-CLPSO)。根据PSO算法的收敛特性和Logistic映射的混沌思想,设计并行进化的PSO种群和混沌化种群,结合粒子编号机制,形成双种群系统中粒子的同号结构和同位结构,其中粒子的惯性权重根据适应度值自适应调节;当搜索过程陷入局部最优时,PSO种群同位结构下适应度值较差的粒子,根据与混沌化种群间的同号结构执行粒子置换操作,实现了双种群系统资源的合理调度,增加了种群的多样性;进而综合双向搜索的同位粒子学习策略和线性递减搜索步长的局部学习策略,进行全局探勘和局部搜索,提高了算法的求解精度。实验选取9个基准测试函数,同时与4个改进的粒子群算法和4个群智能算法进行对比验证,实验结果表明,PP-CLPSO算法在求解精度和收敛速度等方面具备较好的综合性能。     

一种基于混沌和单纯形法的水波优化算法

水波优化(Water Wave Optimization,WWO)算法是一种基于浅水波理论的新兴元启发式优化算法,通过模拟水波的传播、碎浪、折射操作在解空间中进行全局搜索。为提高算法的收敛速度和精度,提出了一种基于混沌(Ch-aotic)优化和单纯形法(Simplex Method,SM)的水波优化算法,简称为CSMWWO。在CSMWWO算法中,引入了混沌优化策略来降低随机初始化的种群对收敛速度和求解精度的影响,在混沌优化策略的基础上又引入了局部搜索能力较强的单纯形法来提高WWO算法的收敛速度。将CSMWWO与包括WWO在内的4个启发式算法在12个基本测试函数上进行了测试,结果表明改进后的算法在计算精度和收敛速度上都有一定程度的提高,所提出的混合水波优化算法能改进水波优化算法的整体性能。