基于最小二乘支持向量机的自适应差分进化算法

差分进化(DE)算法具有操作简单,控制参数少,鲁棒性好等特点,但在对某些连续空间复杂函数进行优化时存在搜索盲目性较大、效率不高的问题.为此提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的自适应DE算法,该算法改进了标准DE算法的差分变异和交叉等关键遗传操作,引入了基于LS-SVM的种群进化引导策略,基于LS-SVM对种群n最优训练集数据进行回归函数逼近和优化,分析了种群进化引导策略的自适应应用条件,给出了算法的整体流程及各关键步骤的复杂度.对标准测试函数的对比优化结果表明,改进算法相比标准DE算法具有更好的全局寻优能力和更高的优化效率,可以满足对连续空间复杂函数优化问题的可靠、高效求解.     

一种求解函数优化的混合差分演化算法

为了解决传统遗传算法易陷入局部最优解的问题,在多父体杂交算法和差分进化算法的基础上,提出了混合差分演化算法.该算法的核心在于,采用多父体杂交算子保证算法的遍历性,通过淘汰相同个体来保持群体的多样性,并以较小概率随机选取部分个体进行差分进化操作,从而充分利用最优个体的信息达到了加快收敛速度的目的.对复杂函数的寻优实验验证了混合差分演化算法的有效性.     

分步交叉差分进化算法及仿真应用

为了使得不同的优化问题能进行最佳寻优,基本差分进化算法需要有针对性的对控制参数进行设置,为此提出了分步交叉差分进化算法.该算法利用柯西分布随机数设计用于生成尺度因子和交叉概率,并把进化的过程分为两个步骤,不同步骤分别利用生成的交叉概率改善算法性能.为了加快收敛速度,避免算法寻优的盲目性,采用选中拥有优势解的随机向量作为基向量.通过挑选有代表性的Benchmark函数及典型运输问题进行仿真试验,并把其他经典算法参照,证明其拥有良好的收敛性的同时并显著提高寻优质量.     

求解带约束函数优化的两级自适应遗传算法

针对带约束的非线性函数优化问题 ,提出一个两级自适应遗传算法。根据待优化函数和约束构造拉格朗日对偶函数 ,在下级对给定的拉格朗日乘子 ,用遗传算法搜索变量的最优解 ;在上级针对拉格朗日对偶函数 ,用遗传算法搜索拉格朗日乘子的最优解。采用自适应的方法 ,根据个体的适配值和种群的适配值统计特性确定交叉概率和变异概率。计算结果表明 ,该算法是有效的。     

自适应加速差分进化算法

差分进化算法是一种新的进化计算技术,具有良好的优化性能,但是对于高维多模态函数,算法易早熟收敛;其优化性能受差分进化模式类型及演化控制参数取值的影响较大.为此,提出自适应加速差分进化算法,该算法利用混沌的遍历性产生初始群体,以克服种群体初始化时的盲目性和随机性;其次随着搜索过程的进行随机自适应地调整缩放因子和选取差分进化模式,以减少人为因素影响,增强搜索能力.通过对多个函数进行仿真试验研究,结果表明该方法寻优效果显著,明显减少了迭代次数,提高了计算效率.     

基于改进差分算法的数据链时隙分配方法

针对当前时隙分配策略具有算法单一、容易陷入局部最优、泛化能力弱等问题,基于差分进化算法,引入了混沌算法、自适应变异交叉算法和问题解处理机制,提出了一种基于改进差分进化算法的时隙分配策略。利用混沌算法初始化种群,增加种群多样性避免算法过早收敛;利用选择概率参数使得交叉和变异过程更加灵活,使算法初期增加搜索范围,算法后期增加获取全局最优解的概率。实验结果表明：该算法时隙分配均衡度、稳定性、算法效率和泛化能力均优于差分算法和遗传算法,时隙分配均衡度和算法效率更高、稳定性更好、泛化能力更强。     

求解连续空间优化问题的量子差分混合优化算法

借鉴量子计算的相关原理和差分进化思想,提出一种用于连续空间优化问题的量子差分混合优化算法。算法的核心是构造由决策向量的分量和量子位概率幅为等位基因的实数编码染色体;采用依据染色体的具体形式设计的互补变异进化部分优秀个体,以加快算法的收敛速度;利用差分进化思想进化部分随机选取个体,以保持算法的全局搜索能力和鲁棒性。对Benchmark函数测试表明,该算法具有寻优能力强、搜索精度高和稳定性好的特点。应用该算法求解路基沉降预测模型参数估计问题,能够有效提高实测沉降数据的拟合精度.     

基于文化遗传算法的资源受限项目调度

资源受限项目调度问题作为一类典型的组合优化问题,理论上属于NP难题.本文结合文化算法和自适应遗传算法的优点,提出一种新的智能优化算法--文化遗传算法来求解资源受限项目调度问题.算法设王了两类空间:群体空间和信仰空间.各空间采用不同的自适应遗传算法进行独立进化,进化过程中利用同步式传输方式定期通过接受操作和影响操作来更新信仰空间和群体空间.为避免各空间的局部收敛同题,文中使用正弦函教和余弦函数自适应控制交叉概率和变异概率以保证群体的多样性.通过对标准数据库PSPLIB中的多个问题的仿真,结果表明:此算法在解决资源受限项目调度问题时不仅具有全局收敛性,而且在一定程度上具有较好的收敛速度.     

基于粒子多样性研究的改进PSO算法

从研究粒子群多样性影响PSO算法最优适应值进化的角度出发,结合目前已取得的惯性权值非线性动态自适应调节的研究成果,给出了一种带"精英集团"策略和变异操作的改进PSO算法.对几个高维典型函数的最优化解的测试结果表明,改进算法同时具备较强的全局探索能力和局部开发能力,能够在保证算法较快收敛的前提下,有效地提高最优化解的精度.     

一种自适应粒子群优化算法及其仿真研究

分析了粒子群优化(PSO)算法易于发生早熟收敛的原因。在此基础上提出的自适应粒子群优化(APSO)算法根据群体早熟收敛程度和个体适应值自适应地调整粒子的惯性权重,使群体在进化过程中始终保持惯性权重的多样性,在算法的全局收敛性和收敛速度之间做了一个很好的折衷。对两个经典函数仿真的结果表明APSO算法能够有效地避免PSO算法的早熟收敛问题,而且具有较快的收敛速度。     

舰载机多机一体化机务保障调度方法

为了有效提升舰载机多机机务保障的效率和保障人员的利用率,根据单机机务保障流程约束特性,建立了基于多计划评审技术网络的多目标多机一体化机务保障调度模型。针对问题的求解,提出了一种自适应混合差分进化算法。首先根据调度的网络化排队过程,设计了基于事件调度策略的解码方法。其次为了协调算法“探索”与“开发”的能力,引入了自适应的变异操作和交叉、变异参数控制。再次,针对工序块的平行组合排列特征,提出了4种邻域结构,进而在算法框架中嵌入了一种自适应多邻域局部搜索策略。最后通过仿真实验验证了模型和算法的可行性和有效性。     

差异演化算法及其改进

针对一类非凸、多峰及非线性函数优化难的问题，本文提供了一种新的求解策略——差异演化算法，该算法比其它演化算法稳健性强、收敛速度快。同时，为进一步提高差异演化算法的优化性能，该文也提出了一些改进措施，包括自适应线性变异以及迁徒操作，最后的仿真试验验证了本改进算法的优越性。     

求解混合整数规划的嵌入正交杂交的差分进化算法

针对混合整数非线性规划问题中同时含有0-1整数变量和连续变量,采用0-1二进制编码和实数编码的混合编码方案,将布尔逻辑运算中的异或(exclusive or, XOR)算子引入到差分进化的变异算子中,以处理0-1整数变量,将基于正交试验设计的正交杂交算子和差分进化的杂交算子相结合,来增强差分进化算法的系统探索能力。为了验证该算法的性能,测试了一些数值例子,并与其他算法作了比较。数值实验结果表明,提出算法具有良好的稳健性和有效性。     

稀布同心圆环阵列的优化设计

针对有阵列孔径以及阵元间隔约束的均匀激励稀布同心圆环阵列综合问题,提出了一种改进的差分进化算法,首先,构造了圆环数量的映射函数,解决了圆环数量不同的个体同时参与优化迭代的问题;其次,结合差分进化算法和和声搜索算法,引入随机噪声以提升种群的多样性,建立了动态变化的种群保留概率和变异概率模型,提高了优化算法的全局搜索能力;最后,进行了仿真实验,实验结果证明了算法的有效性。     

基于自适应遗传算法的脑电信号特征选择

针对脑机接口(BCI)研究中脑电信号的特征选择问题,本文提出了一种自适应的遗传算法(AGA).它与标准遗传算法(SGA)的区别在于对交叉和变异概率进行自适应选择.在SGA中,采用固定的交叉和变异概率,因而容易造成早熟和局部收敛; 而AGA对两种概率的自适应选择保留了种群的多样性,并且有利于全局收敛.为检验提出方法的有效性,将其与基于SGA的特征选择方法以及基于Fisher距离的滤波选择方法进行了比较,实验结果表明AGA的分类精度明显高于其它方法,获得了最好的模式识别性能.     

微分进化算法的研究综述

微分进化(DE)是比较新的基于群体的随机优化方法.它具有简单、快速、鲁棒性好等特点,已经得到广泛关注.不同于其它进化算法,它的变异算子是由种群中任意选取的多对向量的差值得到的.微分进化主要用于实参数优化问题,在非线性和不可微的连续空间问题上优于其它进化方法.近些年,微分进化的应用领域也是不断扩大.研究目的是总结微分进化的研究进展和应用领域,并对它的进一步研究进行展望.     

Wavelet-Based Elman Neural Network with the Modified Differential Evolution Algorithm for Forecasting Foreign Exchange Rates

It is challenging to forecast foreign exchange rates due to the non-linear characters of the data. This paper applied a wavelet-based Elman neural network with the modified differential evolution algorithm to forecast foreign exchange rates. Elman neural network has dynamic characters because of the context layer in the structure. It makes Elman neural network suit for time series problems. The main factors, which affect the accuracy of the Elman neural network, included the transfer functions of the hidden layer and the parameters of the neural network. We applied the wavelet function to replace the sigmoid function in the hidden layer of the Elman neural network, and we found there was a "disruption problem" caused by the non-linear performance of the wavelet function. It didn't improve the performance of the Elman neural network, but made it get worse in reverse. Then, the modified differential evolution algorithm was applied to train the parameters of the Elman neural network. To improve the optimizing performance of the differential evolution algorithm, the crossover probability and crossover factor were modified with adaptive strategies, and the local enhanced operator was added to the algorithm. According to the experiment, the modified algorithm improved the performance of the Elman neural network, and it solved the "disruption problem" of applying the wavelet function.These results show that the performance of the Elman neural network would be improved if both of the wavelet function and the modified differential evolution algorithm were applied integratedly.     

基于改进DE算法的敏捷成像卫星前摄式调度

针对卫星资源失效或应急任务加入对敏捷成像卫星前摄式调度的影响,构建了鲁棒模型,提出了一种改进差分进化(differential evolution,DE)算法。首先,考虑卫星资源失效概率、任务执行主从窗口构建了期望收益和松弛时间指标,将这两个指标作为优化目标构建了前摄式调度鲁棒模型;然后,针对该模型的多目标优化特性,在传统DE算法的基础上,重新设计了变异、交叉和选择算子,增加了外部存档更新策略,优化了Pareto解集评价指标,提出一种多目标离散差分进化(multi-objective discrete differential evolution,MDDE)算法,并给出了算法的实现步骤;最后,仿真结果表明,与NSGA-Ⅱ算法相比,MDDE在Pareto解集评价指标上提高了10.42%左右,在求解时间上降低了9.72%左右,为敏捷成像卫星前摄式调度提供了一定的方法支撑。     

基于NURBS和GOBL-ACDE的航迹规划算法

针对复杂地形条件下无人机低空突防动态航迹规划实时性及精确性的问题,提出了基于广义反向学习的自适应约束差分进化(generalized opposition-based learning adaptive constrained differential evolution, GOBL-ACDE)算法,结合非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline, NURBS)平滑策略,提高了多威胁复杂地形下动态航迹规划的精确性、高效性及适航性。首先,构建航迹规划任务模型,建立目标代价及约束限制函数,提出一种高度转换方法,有效提高低空突防能力;其次,将NURBS平滑策略与B样条插值以及贝塞尔曲线对比分析;再次,应用广义反向学习、自适应排序变异及自适应权衡模型,改善约束条件下算法动态性、收敛性及寻优性能;最后,通过静态与动态环境对比仿真试验,验证了所提方法在多威胁复杂地形下寻优精度高、鲁棒性强、动态性好以及可靠性优的特点,能够规划出精确、高效、适航的低空突防航迹。     

一种小种群自适应遗传算法研究

分析了变异算子在标准遗传算法和自适应遗传算法中的作用和当前研究的不足,提出一种新颖的能够大大提高遗传算法性能的变异策略,并进而提出一种小种群自适应遗传算法.该方法在采用赌轮选择和单点交叉的情况下,利用一种可伸缩的变异策略使得算法在探测和开发之间取得很好的平衡,从而能够用小规模的种群进行有效的全局搜索和局部搜索,避免早熟收敛,并能够以较快的速度收敛到全局最优解.对多峰函数的仿真实验表明了算法的有效性.