基于HS-PSO算法的PID控制器参数自整定

针对粒子群算法(PSO)算法局部搜索能力差的问题,提出一种对PID控制器参数进行自整定的基于和声搜索(HS)的改进粒子群优化算法(HS-PSO).通过引入种群进程因子对惯性权重进行自适应调节以提高PSO算法的收敛速度.另外在PSO进化过程中每代产生的最优个体以新陈代谢方式进入和声记忆库中并进行和声搜索,以克服粒子群优化...     

动态邻域混合粒子群优化算法

粒子群优化(PSO)算法对于多峰搜索问题一直存在早熟收敛问题。为在增强PSO算法全局搜索能力的同时提高收敛速度,提出一种动态邻域混合粒子群优化算法DNH_PSO,采用PSO局部模型,将随机拓扑和冯诺依曼拓扑相结合形成动态邻域,提高算法的全局搜索能力,为增强算法的局部搜索能力并加快收敛速度,使用粒子邻域全面学习策略,将拟牛顿法引入算法中。与其他PSO实验对比分析表明,该算法对于多峰搜索问题具有较好的全局收敛性。     

基于交叉因子和模拟退火的群搜索优化算法

针对目前标准群搜索优化(GSO)算法存在的一些缺点,提出一种基于交叉因子和模拟退火群搜索优化(CMG-SO)算法,通过与模拟退火算法的结合来改善算法的收敛性能,并借鉴遗传算法中的选择交叉操作增加粒子多样性,通过引入交叉因子增强群体成员优良特性,减小了算法陷入局部极值的可能.经过4个常用测试函数测试及与粒子群优化(PSO)算法、群搜索优化(GSO)算法对比,表明了该算法有较好的全局搜索能力和收敛速度,提高了优化性能.     

全局和声搜索方法及其在仿人灵巧臂逆运动学求解中的应用

仿人灵巧臂逆运动学(IK)问题可转化为等效的最小化问题,并采用数值优化方法求解.和声搜索(HS)是模拟乐师在音乐演奏中调整音调现象的一种启发式搜索方法,目前还尚未在机器人机械臂逆运动学问题中得到应用.本文提出一种基于粒子群体智能的全局和声搜索方法(GHSA),该方法在和声搜索算法中引入微粒群操作(PSO),采用粒子群策略替代常规和声搜索算法中的搜索法则创作新和声,通过粒子自身认知和群体知识更新和声变量位置信息平衡算法对解空间全局探索与局部开发间能力;同时算法还引入变异操作增强算法跳出局部最优解能力,基准函数测试表明该方法改善了全局搜索能力及求解可靠性.在此基础上以七自由度(7-DOF)冗余仿人灵巧臂为例,考虑以灵巧臂末端位姿误差和“舒适度”指标构建适应度函数并采用GHSA算法求解其逆运动学(IK)问题,数值仿真结果表明了该方法是解决仿人灵巧臂逆运动学问题的一种有效方法.     

基于周期性演化策略的粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法(PSO)在寻优过程中容易出现早熟的问题,提出一种基于周期性演化策略的粒子群优化算法.该策略通过在速度更新方程中构建基于粒子群能量的粒子群最优值扰动项,使得粒子群能量在演化过程中可以周期性变化.相比标准PSO算法,当粒子群能量较大时,能够增强局部搜索能力;当粒子群能量较小时,能够增强全局搜索能力.典型优化问题的仿真结果表明,所提出的算法与线性下降惯性权重粒子群优化(LWPSO)和PSO算法相比,优化性能得到了显著提高.     

随机交叉全局和声搜索算法

针对和声搜索算法易陷入局部最优的不足,提出了一种随机交叉全局和声搜索（RCGHS）算法。通过最差和声向最优和声学习提高算法的全局搜索性能,引入其他和声向最优和声学习的交互策略提高算法的局部搜索性能。将两种学习策略随机交叉动态产生新和声,平衡算法的全局搜索和局部搜索性能。在和声记忆库更新阶段,利用即兴创作产生的和声向量与随机反向学习产生的和声向量中较优的个体更新和声记忆库。将RCGHS算法与目前文献中较优的几种改进HS算法、ABC算法、PSO算法和GWO算法进行性能测试,测试结果表明RCGHS算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度。     

基于遗传交叉因子的改进粒子群优化算法

提出一种基于遗传交叉因子的改进粒子群优化算法,通过自适应变化惯性权重来改善算法的收敛性能,借鉴遗传算法中的选择交叉操作增加粒子多样性,通过引入交叉因子增强群体粒子的优良特性,减小了算法陷入局部极值的可能。对几个典型的测试函数进行仿真表明,该算法较标准粒子群优化算法(PSO)提高了全局搜索能力和收敛速度,改善了优化性能。     

一种对粒子群算法惯性权重的改进

针对粒子群算法搜索精度不高,特别是在处理高维复杂问题时极易陷入局部最优的不足,文章提出一种动态扩散并结合交叉因子的改进粒子群优化算法（DMPSO）,对惯性权重进行调整,对其取值范围做了进一步的研究,在必要的时候对整个种群的粒子进行重新扩散,并应用于粒子群算法的改进。实验结果表明,新算法的全局搜索能力、收敛速度、精度及稳定性均有了显著提高,而且能更有效地进行全局搜索。     

基于遗传算子的改进粒子群优化算法

为了克服PSO算法容易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于遗传算子的改进PSO算法。该算法借鉴常规的遗传算法中的选择交叉操作,在优化搜索过程中更新粒子的位置时,进行交叉操作,可以扩大全局搜索范围,避免局部最优,提高粒子的多样性。对改进后的算法使用几个典型的测试函数进行了仿真实验,实验结果表明,相比于标准PSO该算法的全局搜索能力和收敛精度都有较大提高,有效地改善了优化性能。     

一种催化粒子群算法及其性能分析

针对粒子群算法（PSO）在解决高维、多模复杂问题时容易陷入局部最优的问题,提出了一种新颖的混合算法—催化粒子群算法（CPSO）。在CPSO优化过程中,种群中的粒子始终保持其个体历史最优值pbests。CPSO种群更新由改造PSO、横向交叉以及垂直交叉三个搜索算子交替进行,其中,每个算子产生的中庸解均通过贪婪思想产生占优解pbests,并作为下一个算子的父代种群。在CPSO中,纵横交叉算法（CSO）作为PSO的加速催化剂,一方面通过横向交叉改善PSO的全局收敛性能,另一方面通过纵向交叉维持种群的多样性。对6个典型benchmark函数的仿真结果表明,相比其它主流PSO变体,CPSO在全局收敛能力和收敛速率方面具有明显优势。     

Crossover in Grammatical Evolution

We present an investigation into crossover in Grammatical Evolution that begins by examining a biologically-inspired homologous crossover operator that is compared to standard one and two-point operators. Results demonstrate that this homologous operator is no better than the simpler one-point operator traditionally adopted.An analysis of the effectiveness of one-point crossover is then conducted by determining the effects of this operator, by adopting a headless chicken-type crossover that swaps randomly generated fragments in place of the evolved strings. Experiments show detrimental effects with the utility of the headless chicken operator.Finally, the mechanism of crossover in GE is analysed and termed ripple crossover, due to its defining characteristics. An experiment is described where ripple crossover is applied to tree-based genetic programming, and the results show that ripple crossover is more effective in exploring the search space of possible programs than sub-tree crossover by examining the rate of premature convergence during the run. Ripple crossover produces populations whose fitness increases gradually over time, slower than, but to an eventual higher level than that of sub-tree crossover.     

均匀块交叉遗传算法

交叉操作是遗传算法的三个基本算子之一,它在改进解群质量方面发挥着重要作用。我们提出一种均匀块交叉算子,并通过理论分析证明,它能够防止早熟收敛,使收敛结果更趋于最优解。两类算例表明,本文提出的交叉操作易于实施,且有效。     

交叉点规模的优化与交叉算子性能的改进

通过分析交叉点规模对交叉算子空间搜索性能的影响,可以发现在遗传算法的搜索过程中,其对交叉点规模的需求是随群体状态的演变而动态变化的.为实现对交叉点规模的优化,提出使用分阶段调整策略、随机分配策略以及自适应进化策略3 种方法来完成对交叉点规模的动态调控.对典型高维函数的优化实验表明,上述方法可以显著提高交叉操作的搜索效率,其中,自适应进化策略利用搜索机制可以发现一类高维函数交叉点规模的控制知识,实验结果证实了此类知识的有效性.此外,该研究也为对进化算法中算子和参数的优化提供了新思路.     

智能交叉算子遗传算法的新机制

分析了传统遗传算法中的交叉算子的作用与局限,认为正是交叉算子被赋予两个互相矛盾的任务,而使传统遗传算法的运行机制变得复杂。对交叉算子的功能进行简化,提出智能交叉算子,形成新的、简单的遗传运行机制。该机制认为,进化是由环境与个体共同实现的。基于这种思想,利用MATLAB编写了一个智能交叉遗传算法工具箱,并对该工具箱进行数值试验。结果表明该算法具有非常精确的全局求优的特点,克服了早熟收敛,且收敛速度较快。     

GEORG: VLSI circuit partitioner with a new genetic algorithm framework

This paper suggests a new framework of multidimensional genetic algorithm and applies it to the real-world problem of very large scale integration (VLSI) partitioning. The framework consists of a new multidimensional genetic operator, called geographic crossover, and a new genetic encoding scheme. Geographic crossover enables more powerful creation of new solutions by allowing a diverse mixture of parent solutions. Its theoretical validity is proved based on a new view of crossover. The new genetic encoding scheme helps space search by effectively utilizing geographical linkages of genes. The new framework can be incorporated into most existing genetic algorithm (GA) implementations just by replacing the crossover module and leaving the other modules intact. For a test suite of 11 ACM/SIGDA VLSI circuitpartitioning benchmark circuits, the GA under this framework significantly outperformed recently published state-of-the-art methods as well as a previous GA on linear string.     

一种求解参数优化问题的引导交叉算子

提出一种应用于参数优化问题的引导交叉算子。该交叉算子利用父代染色体的适应值差异,引导交叉操作产生的子代向适应值高的父代倾斜,以产生高适应值的子代个体。对于连续函数,高适应值个体的邻域内也是高适应值的个体,且在两个个体之间不存在极值时,朝适应值增加的方向可以生成更优的个体。实验表明,对比常用的算术交叉算子,引导交叉算子具有更强的全局、局部搜索能力和更快的搜索速度。     

求解旅行商问题的一个改进的遗传算法

利用遗传算法求解TSP问题,通常需要使用PCX,CX和OX等特殊的交叉算子以提高算法的运行效率。针对自然数编码的方式,提出一种改进的遗传算法,即改进传统的顺序交叉算子,进行不相同子排列顺序交叉,使子代继承父代中优秀的子排列,加快算法的收敛速度。另外,采用没有重复的稳态繁殖避免早熟。实验结果表明,此改进算法对于TSP和DHC问题均具有较好的性能。     

A simplified design scheme for stubs loaded planar dual‐frequency microstrip crossover

In this article, design of a planar dual‐band crossover circuit is proposed. The design utilizes the symmetry of the circuit for the simplified even‐odd mode analysis. Derived closed form expressions are readily able to account for the type of stubs used in the design. Evaluation of the proposed crossover circuit and the corresponding expressions demonstrate that the design is able to achieve a considerably wide range of frequency ratios (1.8‐4.6). Two prototypes have been developed on Roger's 5880 substrate with the design frequencies of 1/2 and 0.5/2 GHz and a very good agreement between the measured and electromagnetic simulated results validate the design scheme.     

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。     

遗传交叉运算的可达性研究

定义了遗传交叉运算的可达性及其达概率的概念,指出传统的单点交叉运算只使得参 与交叉运算的个体对所张成子空间的边缘是可达的,且为非均匀可达的,从而大大地限制了该 运算的搜索能力.为此,讨论了一致交叉运算的可达性,指出它使得参与交叉运算的个体对所张 成子空间的全空间都是可达的,且可以构造交叉字串使得它是均匀可达的,从而有效提高算法 的搜索能力.同时讨论了个体对交叉运算的可达性与群体进行交叉运算的可达性的关系.