仿生策略优化的鲸鱼算法研究

通过对混沌映射初始化种群和自适应调整搜索策略对鲸鱼优化算法(WOA)改进,提出了仿生策略优化的鲸鱼算法(BWOA),实现了对算法的全局优化能力和收敛速度的改进.通过基准测试函数的仿真,BWOA与标准WOA及高效的WOA(EWOA)对比分析,证明了BWOA的有效性.     

一种改进的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法(WOA)收敛速度慢、收敛精度低的问题,在提升性能的基础上保留WOA的简单性,提出一种改进的WOA。利用分段Logistic混沌映射产生混沌序列对种群位置进行初始化,以维持全局搜索时初始种群的多样性。考虑算法的非线性优化过程和搜索过程中个体状态的差异性,在WOA中引入非线性自适应权重策略,以协调全局探索和局部开发能力。通过仿真测试比较改进算法和WOA在求解6个典型基准函数时的性能,实验结果表明,改进算法在寻优过程中能够保持初始种群多样性,且具有更快的收敛速度和更优的收敛精度。     

基于余弦控制因子和多项式变异的鲸鱼优化算法

针对基本鲸鱼优化算法(Whale optimization algorithm,WOA)在求解最优解不在原点附近的目标函数时存在收敛精度低、易陷入局部最优解的缺陷,提出一种基于余弦控制因子和多项式变异的鲸鱼优化算法(CPWOA).所提算法中控制参数按照余弦曲线变化,并加入同步余弦惯性权值,使得在迭代前期减缓收敛速度以进行充分的全局探索,而在迭代后期加速收敛以提高算法精度;同时,对最佳鲸鱼位置引入多项式变异,以增强算法跳出局部最优解的能力.将所提算法对多个shifted单峰、多峰和固定维测试函数进行求解,实验结果表明,与基本WOA、EHO、GWO、SCA、MBO以及其他改进型WOA算法相比,CPWOA对绝大多数测试函数的求解有更高的精度和稳定性.用非参数估计方法对计算结果进行差异显著性统计检验,表明CPWOA算法的显著性更优.     

改进鲸鱼算法及其在路径规划的应用

针对鲸鱼优化算法(WOA)存在的收敛速度慢、收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出了采用非线性收敛因子、协同a的惯性权重、时变独立搜索概率和免疫记忆改进的鲸鱼优化算法(IWTWOA);应用非线性收敛因子、协同a的惯性权重和时变独立搜索概率改进WOA迭代模型,平衡了算法的全局搜索和局部搜索能力,有效避免了陷入局部最优的问题;引入免疫算法的免疫记忆机制,提高了算法收敛速度;选取了15个基准测试函数进行性能测试,结果表明IWTWOA算法在稳定性、计算精度和收敛速度上均有所提高;最终将其应用在路径规划问题中,获得了较好的结果.     

融合混沌映射和二次插值的自适应鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm, WOA)易陷入局部最优，收敛速度慢和寻优精度低等问题，提出一种融合混沌映射和二次插值的自适应鲸鱼优化算法(adaptive whale optimization algorithm based on chaotic mapping and quadratic interpolation, CQAWOA)。引入混沌映射在初始化阶段生成新种群，实现种群多样性；设计自适应权重，提高算法全局搜索和局部寻优能力并加快收敛速度；利用二次插值策略生成新的鲸鱼个体，采用贪婪策略更新局部最优解，提高种群计算的精度。通过15个基准函数将改进算法与其它优化算法进行对比测试，测试结果验证了在求解过程中，改进算法寻优速度和求解精度均存在显著提升。     

粒子群优化鱼群算法仿真分析

针对标准粒子群算法(PSO)寻优多维多极值函数成功率低,基本人工鱼群算法(AFSA)收敛速度和精度有待提高等问题,提出粒子群优化鱼群算法(PSO-FSA)。该算法将速度惯性、个体记忆和个体间交流等特征引入鱼群算法,使鱼群行为模式扩充至追尾、聚群、记忆、交流以及觅食。此外,定义参数max D动态限定鱼群搜索的视野和步长。仿真分析表明,粒子群优化鱼群算法较两种基本算法而言具有更快的收敛速度和寻优精度。     

改进蚁群算法在热精轧负荷分配优化中的应用

本文尝试用改进的蚁群算法(IACA)求解热精轧机组负荷分配优化问题.首先,建立负荷分配优化的目标函数和约束条件.为了避免蚁群算法(ACS)在加速收敛中出现停滞现象,IACA通过局部和全局信息素浓度更新、引入约束条件的蚂蚁视觉启发函数和基于轧制理论的智力启发函数对状态转移规则进行改进计算;为了保证算法在迭代后期能够收敛,IACA动态更新状态转移规则中的阈值常数和局部信息素浓度挥发系数.基于实际生产数据的仿真结果表明,IACA能够按照目标函数的要求进行合理的负荷分配,且解的性能优于经验值;与其他优化算法比较,IACA具有较快的求解速度和较高的求解精度.     

求解高维复杂函数的混合蛙跳–灰狼优化算法

针对高维复杂函数问题, 提出一种混合蛙跳–灰狼优化算法(SFL–GWO). 该算法通过改进的Logistic映射初 始化GWO算法种群提高算法的多样性; 其次, 提出一种新的距离控制参数的非线性调整策略来增强种群的探索与 开发的能力; 最后通过引入改进的随机蛙跳算法中改变最差位置的方式使SFL–GWO算法跳出局部最优的局限. 通 过选取的10个高维复杂函数的寻优结果验证了算法的性能, 并与粒子群优化算法(PSO)、灰狼优化算法(GWO)和鲸 鱼优化算法(WOA)3种基本算法以及与8种改进算法的寻优的结果进行了比较. 仿真结果证明: SFL–GWO算法在不 仅可以提高收敛精度也可以提高算法的搜索速度, 证明了SFL–GWO算法在求解高维复杂函数的高效性.     

混合策略改进鲸鱼优化算法

针对标准鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm,WOA）易陷入局部最优解、收敛精度低、收敛速度慢等问题,提出一种利用混合策略改进的鲸鱼优化算法（multi-strategy improved whale optimization algorithm,MSIWOA）。首先采取精英反向策略初始化种群,提高初始种群质量;其次,采取卡方分布的逆累积分布函数更新收敛因子以实现全局探索和局部开发的平衡;然后利用改进氏族拓扑结构强化种群的全局探索能力,并提高算法收敛速度;最后采取Circle映射产生混沌解,结合贪婪策略保留较优解,以帮助种群跳出局部最优解。通过对10个基准测试函数以及CEC2019测试函数进行仿真实验,结果表明,MSIWOA在收敛精度和收敛速度上均有较明显的提升。     

一种混沌粒子群嵌入优化算法及其仿真

为克服混沌粒子群优化(CPSO)算法由于采用随机数作为算法参数而不能保证种群多样性和优化遍历性的缺陷,通过将混沌变量嵌入到常规粒子群优化算法(PSO)中,使PSO算法中的惯性权值和随机数用混沌随机序列来替代,提出了一种新的混沌粒子群嵌入优化算法(CEPSO),以充分利用混沌运动的随机性、遍历性克服粒子群优化算法容易陷入局部最优的缺点.通过复杂多维函数的寻优测试,验证了本算法的有效性,并将仿真结果与混沌粒子群优化算法进行比较,证明了CEPSO算法更具有较强的全局搜索能力和收敛速度.