融合多策略的改进麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法收敛速度缓慢、寻优精度不足和容易陷入局部最优等缺点,提出了一种融合正弦搜索策略和多样性变异处理策略的改进麻雀搜索算法。通过引入正弦搜索策略,自适应调整个体权重提高算法收敛速度;针对个体聚集程度过高问题,采用多样性变异处理,引入生物学中种群聚集度的概念和柯西变异对最优解进行扰动,提高算法逃离局部最优的可能。通过九个不同特征的基准函数进行寻优测试,测试结果表明改进算法能够更快地收敛于最优值,有更好的平均值和标准差,表明了其具备更优的收敛速度、收敛稳定性和逃离局部最优值的能力。通过应用该改进优化算法于分数阶PID控制器的参数整定上,进一步验证了改进策略的有效性和可行性。     

动态搜索空间的粒子群算法

为进一步缓解粒子群优化算法在其后期收敛速度慢、早熟等问题,提出了一种挂载式的、依赖自适应阀值和已知全局最优解的压缩搜索空间策略。并在此基础上对粒子重新分配初始位置、调整速度权值来提升算法的后期探索能力。实验表明,在使用相同的权重和学习因子策略时,比之原粒子群优化算法具有较好的表现,在对量子粒子群算法进行嵌入时依然具有一定效果。该策略可以有效避免早熟问题,提升算法在后期的寻优效果,具有较好的鲁棒性。     

求解约束化工优化问题的混合布谷鸟搜索算法

针对布谷鸟搜索算法存在收敛速度慢和易陷入局部最优等缺陷,提出一种基于Rosenbrock搜索和柯西变异的混合布谷鸟搜索算法用于求解约束化工优化问题。该算法首先采用佳点集方法对鸟窝位置进行初始化,为全局搜索的多样性奠定基础;然后利用Rosenbrock搜索算法对当前最优位置进行局部搜索,以提高算法的收敛速度;最后对当前最优解进行柯西变异以避免算法陷入局部最优。两个约束化工优化问题的实验结果表明了该混合算法的有效性。     

Hybrid parallel chaos optimization algorithm with harmony search algorithm

The application of chaotic sequences can be an interesting alternative to provide search diversity in an optimization procedure, named chaos optimization algorithm (COA). Since the chaotic motion is pseudo-randomness and chaotic sequences are sensitive to the initial conditions, the search ability of COA is usually effected by the starting values. Considering this weakness, parallel chaos optimization algorithm (PCOA) is studied in this paper. To obtain optimum solution accurately, harmony search algorithm (HSA) is integrated with PCOA to form a novel hybrid algorithm. Different chaotic maps are compared and the impacts of parallel parameter on the hybrid algorithm are discussed. Several simulation results are used to show the effective performance of the proposed hybrid algorithm.     

基于局部禁忌搜索策略的连续空间蚁群算法

针对蚁群算法容易陷入局部最优解及搜索时间长等不足,引入一种基于连续空间的禁忌搜索算法,并将其与蚁群算法相结合,提出了一种引入禁忌搜索策略的蚁群算法,以求解连续对象优化问题。经测试验证了该算法不仅跳出局部最优解的能力更强,而且能较快地收敛到全局最优解,表明算法的有效性。     

基于Powell局部搜索策略的全局优化布谷鸟算法

为了解决布谷鸟搜索算法后期收敛速度慢、求解精度不高、易陷入局部最优等缺陷,提出了一种基于Powell局部搜索策略的全局优化布谷鸟搜索算法.算法将布谷鸟全局搜索能力与Powell方法的局部寻优性能有机地结合,并根据适应度值逐步构建精英种群候选解池在迭代后期牵引Powell搜索的局部优化,在保证求解速度、尽可能找到全局极值点的同时提高算法的求解精度.对52个典型测试函数实验结果表明,该算法相比于传统的布谷鸟搜索算法不仅寻优精度和寻优率有所提高,并且适应能力强、鲁棒性好,与最新提出的其他改进算法相比也具有一定的竞争优势.     

自适应搜索空间的混沌蜂群算法

针对人工蜂群（ABC）算法的不足,以种群收敛程度为依据,结合混沌优化的思想,提出一种改进的人工蜂群算法—自适应搜索空间的混沌蜂群算法（SA-CABC）。其基本思想是在原搜索区域的基础上,根据每次寻优的结果自适应地调整搜索空间,逐步缩小搜索区域,并利用混沌变量的内在随机性和遍历性跳出局部最优点,最终获得最优解。基于六个标准测试函数的仿真结果表明, 本算法能有效地加快收敛速度,提高最优解的精度, 其性能明显优于基本ABC算法,尤其适合高维的复杂函数的寻优。     

An improved global-best harmony search algorithm for faster optimization

In this paper, an improved global-best harmony search algorithm, named IGHS, is proposed. In the IGHS algorithm, initialization based on opposition-based learning for improving the solution quality of the initial harmony memory, a new improvisation scheme based on differential evolution for enhancing the local search ability, a modified random consideration based on artificial bee colony algorithm for reducing randomness of the global-best harmony search (GHS) algorithm, as well as two perturbation schemes for avoiding premature convergence, are integrated. In addition, two parameters of IGHS, harmony memory consideration rate and pitch adjusting rate, are dynamically updated based on a composite function composed of a linear time-varying function, a periodic function and a sign function in view of approximate periodicity of evolution in nature. Experimental results tested on twenty-eight benchmark functions indicate that IGHS is far better than basic harmony search (HS) algorithm and GHS. In further study, IGHS has also been compared with other eight well known metaheuristics. The results show that IGHS is better than or at least similar to those approaches on most of test functions.     

一种带局部搜索功能的入侵杂草优化算法

为了改善入侵杂草优化算法解的质量,提出一种带局部搜索功能的入侵杂草优化算法。该算法按照一定概率对每代产生的最优个体执行球体局部搜索算子或Logistic映射搜索算子,在最优个体周围进行精细搜索,并用搜索到的较优个体代替最优个体,提高了算法的局部搜索能力和优化精度。并对7个测试函数进行了仿真实验,结果表明:该算法具有较高的优化性能。     

一种混合搜索的粒子群算法

本文通过对粒子群算法个体极值、全局极值和种群极值的结合,提出一种混合搜索粒子群算法.用典型的非线性测试函数进行仿真,其实验数据和收敛曲线验证了该算法的有效性,具有快速收敛效果和寻优能力.     

采用混合搜索策略的阿奎拉优化算法

针对阿奎拉优化算法(AO)存在的不足,提出一种采用混合搜索策略的阿奎拉优化算法(HAO)。首先,利用动态调整函数平衡算法的全局探索与局部开发;其次,利用混沌自适应权重来增强算法的全局搜索能力、加快算法的收敛速度;最后,设计新的个体变异概率系数,采用改进型差分变异策略,利用适应度值较优个体引领群体中其他个体开展搜索活动,保持了种群的多样性,增强了算法跳出局部最优的能力。通过八个基准测试函数和10个CEC2019测试函数,以及一个工程应用问题的数值实验仿真对所提算法进行实验验证。实验结果表明,所提算法的全局收敛速度和优化精度均得到了明显地改善,跳出局部最优的能力得到了增强。     

基于克隆布谷鸟算法的资源均衡优化

资源均衡优化问题属于NP-Hard问题,为了能对其高效地进行求解,提出了一种新的克隆布谷鸟算法。该算法首先根据个体适应度自适应地克隆,实现种群的扩张;然后通过Levy变异实现克隆种群的更新;最后去重以及全局择优策略保留最优个体且增加种群多样性;引入非均匀变异算子均衡算法全局均匀搜索能力和局部求精能力。通过对实例进行测试,结果表明克隆布谷鸟算法在求解资源均衡优化问题上比粒子群、差分和标准布谷鸟算法具有更优的全局优化性能。     

采用种群平均信息和精英变异的改进粒子群算法

针对基本粒子群优化(PSO)算法早熟收敛和后期搜索效率低的问题,提出一种利用种群平均信息和精英变异的粒子群优化算法--MEPSO算法。该算法引入粒子个体与群体的平均信息,利用粒子平均信息来提高算法全局搜索能力,并采用时变加速系数(TVAC)以平衡算法的局部搜索和全局搜索能力;在算法后期,采用精英学习策略对精英粒子进行柯西变异操作,以进一步提高算法的全局搜索能力,减少算法陷入局部最优的危险。在6个典型的复杂函数上与基本PSO(BPSO)算法、时变加速因子PSO(PSO-TVAC)算法、时变惯性权重PSO(PSO-TVIW)算法和小波变异PSO(HPSOWM)算法进行对比,MEPSO的均值与标准方差均优于对比算法,且寻优时间最短,可靠性更好。结果表明, MEPSO能较好地兼顾局部搜索和全局搜索能力,收敛速度快,收敛精度和搜索效率高。     

基于BtW的和声搜索算法在BP网络优化中的应用

针对和声搜索算法参数影响其优化BP神经网络的性能问题,提出了一种可有效提高BP神经网络收敛速度和准确度的基于BtW参数动态变化的改进和声算法,同时用于BP网络优化。算法根据和声搜索参数的特点,采用以BtW为自变量的非线性函数变换方法,对微调概率PAR和微调幅度BW进行动态调整,利用改进的和声搜索算法对BP神经网络的连接权和偏置值进行优化。实验结果表明,该算法有效改善了和声搜索算法在BP神经网络优化中的性能,提高了BP网络的训练速度和预测的准确度。     

具有快速收敛和自适应逃逸功能的粒子群优化算法

为了克服标准粒子群优化算法(PSO)后期收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,借鉴人工蜂群算法的思想,提出了一种提高收敛速度并且带有自适应逃逸功能的粒子群优化算法(FAPSO)。算法中每进化一次粒子搜索两次：一次全局搜索,一次局部搜索。当粒子陷入局部最优时,通过逃逸功能使粒子重新搜索。8个经典基准测试函数仿真结果表明,改进的粒子群优化算法在收敛速度和寻优精度上均有提高,相对于目前常用的改进粒子群优化算法如CLPSO等,t检验结果说明,新算法具有明显的优势。     

Superior solution guided particle swarm optimization combined with local search techniques

Particle swarm optimization (PSO) is an evolutionary algorithm known for its simplicity and effectiveness in solving various optimization problems. PSO should have strong yet balanced exploration and exploitation capabilities to enhance its performance. A superior solution guided PSO (SSG-PSO) framework integrated with an individual level based mutation operator and different local search techniques is proposed in this study. In SSG-PSO, a collection of superior solutions is maintained and updated with the evolutionary process, such that each particle can comprehensively learn from the recorded superior solutions. In addition, to maintain the diversity of the particle swarm, SSG-PSO is combined with an individual level based mutation operator, which will be invoked when a particle is trapped in a local optimum (determined by the fitness and position states of the particle), thereby improving the adaptation and flexibility of each individual particle. Moreover, two gradient-based local search techniques, namely, the Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno (BFGS) and Davidon–Fletcher–Powell (DFP) Quasi–Newton methods, and two derivative-free local search techniques, namely, pattern search and Nelder–Mead simplex search, are incorporated into SSG-PSO. The performances of SSG-PSO and that of its local search enhanced variants are extensively and comparatively studied on a suit of benchmark optimization functions.     

一种采用非己空间变异搜索的故障检测算法

针对故障检测中,现有阴性选择算法的不足,提出了一种基于非己空间变异搜索检测器的故障检测算法。该算法以非己空间为基础,依据生物遗传中变异的机制,以及体现免疫系统克隆选择的原理来训练检测器,对能检测出异常变化的经典阴性选择算法作了新改进。最后通过仿真表明了非己空间变异搜索算法在计算复杂度明显下降的同时,对故障检测的有效性和准确性有极大的提高。     

一种求解动态优化问题的免疫文化基因算法

针对传统免疫网络动态优化算法局部寻优能力弱、寻优精度低及易早熟收敛的缺点,提出一种求解动态优化问题的免疫文化基因算法。基于文化基因算法基本框架,将人工免疫网络算法作为全局搜索算法,采用禁忌搜索算法作为局部搜索算子;同时引入柯西变异加强算法的全局搜索能力,并有效防止早熟收敛。通过对经典动态优化函数测试集在相同条件下的实验表明,该免疫文化基因算法相较于其他同类算法具有较好的搜索精度和收敛速度。     

目标空间聚类的差分头脑风暴优化算法

作为一种新型的群体智能优化算法,头脑风暴优化(brain storm optimization,BSO)算法一经提出便引起了众多研究者的关注.本文在对原始头脑风暴算法的聚类操作和变异操作改进的基础上,提出了基于目标空间聚类的差分头脑风暴(difference brain storm optimization based on clustering in objective space,DBSO–OS)算法.算法通过对目标空间的聚类替代对决策空间的聚类,减小了算法的运算复杂度;采用差分变异代替高斯变异来增加种群的多样性.多个测试函数的仿真结果表明,目标空间聚类的差分头脑风暴算法不仅提高了算法的寻优速度,而且提高了算法的寻优精度.文中进一步分析了参数对算法性能的影响,设计了最佳参数选择方案,并用于对实际热电联供经济调度问题的求解,验证了算法的实用性.     

优化算法的信息原理与群搜索

从两个不同的角度对各种进化算法进行剖析,寻求合理的解释.从信息论的角度进行讨论,分析了在算法设计中如何表示信息.提取信息、传递信息,利用信息与信息融合等问题,在优化技术与信息论之间建立了联系的纽带.从搜索的角度进行讨论,分析了单点搜索与多点搜索,指出了各种进化算法均属于随机布点,企图寻找全局最优的数值方法.