基于极大熵差分进化混合算法求解非线性方程组*

针对非线性方程组,给出了一种新的算法——极大熵差分进化混合算法。首先把非线性方程组转换为一个不可微优化问题;然后用一个称之为凝聚函数的光滑函数直接代替不可微的极大值函数,从而可把非线性方程组的求解转换为无约束优化问题,利用差分进化算法对其进行求解。计算结果表明,该算法在求解的准确性和有效性均优于其他算法。     

人工鱼群算法在求解非线性方程组中的应用*

针对传统非线性方程组解法对初始值敏感、收敛性差、精度低等问题,提出了一种用于人工鱼群算法求解非线性方程组的进化算法.该算法求解精度高、收敛速度快.数值仿真结果表明,该算法对求解非线性方程组非常有效,既克服了传统方法对初值敏感和收敛性差,又解决了非线性方程组多解的求解难点等问题,为非线性方程组提供了一种进化求解的方法.     

基于免疫算法和EDA 的混合多目标优化算法

在免疫多目标优化算法的基础上,引入了分布估计算法(EDA)对进化种群进行建模采样的思想,提出了一种求解复杂多目标优化问题的混合优化算法HIAEDA(hybrid immune algorithm with EDA for multi-objectiveoptimization).HIAEDA 的进化过程混合了两种后代产生策略:一种是基于交叉变异的克隆选择算子,用于在父代种群周围进行局部搜索的同时开辟新的搜索区域;另一种是基于EDA 的模型采样算子,用于学习多目标优化问题决策变量之间的相关性,提高算法求解复杂多目标优化问题的能力.在分析两种算子搜索行为的基础上,讨论了两者在功能上的互补性,并利用有限马尔可夫链的性质证明了HIAEDA 算法的收敛性.对测试函数和实际工程问题的仿真实验结果表明,HIAEDA 与NSGAII 算法和基于EDA 的进化多目标优化算法RM-MEDA 相比,在收敛性和多样性方面均表现出明显优势,尤其是对于决策变量之间存在非线性关联的复杂多目标优化问题,优势更为突出.     

生物地理信息优化算法中迁移算子的改进

原生物地理信息优化算法主要通过迁移算子与变异算子实现群体的进化, 常被应用于求解单目标优化问题。 如果将原有的进化算子直接用于求解连续多目标优化问题,会严重影响群体的多样性。文中将原迁移算子进行改进, 引入扰动因子, 增强群体的多样性。并以此为基础,提出基于生物地理信息的多目标进化算法(BBMOEA)。 通过与原有迁移算子下的算法比较及各类型测试函数的实验, 结果验证改进迁移算子对于求解多目标优化问题是有效可行的。同时将BBMOEA与经典算法SPEA2和NSGA-Ⅱ进行比较, 结果表明BBMOEA所得Pareto解集在收敛的同时,具有较均匀的分布性。     

一类动态非线性约束优化问题的新解法

动态非线性约束优化是一类复杂的动态优化问题,其求解的困难主要在于如何处理问题的约束及时间（环境）变量。给出了一类定义在离散时间（环境）空间上的动态非线性约束优化问题的新解法,从问题的约束条件出发构造了一个新的动态熵函数,利用此函数将原优化问题转化成了两个目标的动态优化问题。进一步设计了新的杂交算子和带局部搜索的变异算子,提出了一种新的多目标优化求解进化算法。通过对两个动态非线性约束优化问题的计算仿真,表明该算法是有效的。     

非线性方程组求解的一种新方法

针对现有的非线性方程组求解方法不能同时收敛到所有解的问题,提出了一种混合小生境遗传算法的求解新方法.采用确定性拥挤小生境创造出种群的小生境进化环境,克服遗传算法的遗传漂移现象,维持种群的多样性,使算法能同时收敛到多个解;以拟牛顿算法作为遗传算法的局部搜索算子进行精确搜索,进一步提高算法收敛速度和精度.选择了几组典型的多解非线性方程组进行了求解验证,结果表明所设计的混合小生境遗传算法能在解的定义域内同时收敛到所有解,收敛速度快、精度高,是求解非线性方程组全局解的一种有效方法.     

基于改进多目标差分进化算法的诺西肽发酵过程优化

诺西肽发酵存在着产量较低和生产效率不高的问题, 多目标优化是解决此类问题的有效途径. 将差分进化算法引入多目标优化, 构建了改进的多目标差分进化算法((IDEMO). 根据Pareto优劣等级和拥挤距离对种群进行选择操作, 并引入自适应变异算子和棍沌迁移算子以改善算法性能. 在诺西肽分批发酵动力学模型的基础上建立了多目标优化的模型, 并利用IDEMO对此优化问题进行了求解, 优化结果表明了算法的有效性.     

求解非线性方程组的智能优化算法综述

非线性方程组的求解是优化领域的一个重要研究课题.近年来,利用智能优化算法求解非线性方程组已成为一个重要方向.首先介绍非线性方程组的定义;其次,根据智能优化算法求解非线性方程组问题的基本框架,从转化方法和智能优化算法两方面入手,对求解非线性方程组的算法的研究进展进行归纳总结;再次,对非线性方程组的测试函数及评价指标进行描述,对比了5个具有代表性算法的性能,分析了目前利用智能优化算法求解非线性方程组亟待解决的问题;最后,指出值得进一步研究的方向.     

求解方程组的正交差分进化算法

首先利用代理约束概念和修正极大熵函数,将非线性方程组等价地转化为无约束优化函数;然后引入平均相似度概念,设计自适应正交交叉算子,利用正交设计产生初始种群,并在此基础上提出了自适应正交差分进化算法,用于求解修正极大熵函数;最后用方程组验证了算法的有效性。     

基于进化策略的非线性方程组求解

基于在求解非线性方程组过程中传统算法存在着对于初始点敏感和串行运行速度过慢的问题,提出一种求解非线性方程组的进化策略算法.该算法充分发挥了进化策略的群体搜索和全局收敛的特性,能够快速求得非线性方程组的根,有效地克服了经典算法的初始点敏感和速度过慢的问题.仿真计算表明,该算法比传统的经典算法、改进的遗传算法和神经网络算法具有更高的求解质量和求解效率,为求解非线性方程组提供了一条比较有效的途径.     

改进的约束优化多目标遗传算法及工程应用

利用多目标法处理约束条件,提出一种改进的基于多目标优化的遗传算法用于求解约束优化问题。该算法将约束优化问题转化为两个目标的多目标优化问题; 利用庄家法构造非劣个体,将种群分为支配子种群和非支配子种群,以一定概率分别从支配子种群和非支配子种群中选择个体进行算术交叉操作,引导个体逐步向极值点靠近,增强算法的局部搜索能力,对非支配子种群进行多样性变异操作。8个标准测试函数和3个工程应用的仿真实验结果表明了该算法的有效性。     

一类带约束动态多目标优化问题的进化算法

动态多目标约束优化问题是一类NP-Hard问题,定义了动态环境下进化种群中个体的序值和个体的约束度,结合这两个定义给出了一种选择算子.在一种环境变化判断算子下给出了求解环境变量取值于正整数集Z+的一类带约束动态多目标优化问题的进化算法.通过几个典型的Benchmark函数对算法的性能进行了测试,其结果表明新算法能够较好地求出带约束动态多目标优化问题在不同环境下质量较好、分布较均匀的Pareto最优解集.     

解非线性约束规划问题的新型多目标遗传算法

给出非线性约束规划问题的一种新解法。把带约束的非线性规划问题转化成为两个目标的多目标优化问题,并为转化后的多目标优化模型设计了一种新型多目标遗传算法,数据实验表明该算法对带约束的非线性规划问题求解是非常有效的。     

求解约束优化问题的佳点集多目标进化算法

结合数论中的佳点集理论和多目标优化方法,提出一种求解约束优化问题的进化算法。将约束优化问题转化为多目标优化问题,引入佳点集理论,以确保所构造的个体在搜索空间内分布均匀,设计变异算子增加个体多样性,采用分群局部搜索方式,并根据Pareto非支配关系选择群体中的优势个体。实验结果表明,该算法具有较好的稳定性。     

基于改进的NSGA-II多目标优化方法研究*

针对传统多目标优化算法在其领域存在的多个子目标不能同时取优的问题,提出了一种基于改进的非支配排序遗传算法（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II, NSGA-II）多目标优化方法,以多目标优化遗传算法为基础,多输入多输出的反向传播（Back-Propagation, BP）神经网络为适应度函数评价体系,保证算法快速收敛并搜索到全局最优解集,该算法在建模前对实验数据进行主成分分析,降低了运算时间和算法难度,通过在遗传进化过程中引进正态分布交叉算子（Normal Distribution Crossover, NDX）和改进的自适应调整变异算子,实现了多个目标同时取优,保证Pareto最优解集快速、准确地获取。仿真实验使用UCI数据集,通过与其他常用的多目标优化算法对比,验证了改进的NSGA-II算法精确度更高、收敛速度更快、稳定性更强。     

Multi-objective differential evolution with performance-metric-based self-adaptive mutation operator for chemical and biochemical dynamic optimization problems

Each mutation operator of differential evolution (DE) algorithm is generally suitable for certain specific types of multi-objective optimization problems (MOPs) or particular stages of the evolution. To automatically select an appropriate mutation operator for solving MOPs in different phases of the evolution, a multi-objective differential evolution with performance-metric-based self-adaptive mutation operator (MODE-PMSMO) is proposed in this study. In MODE-PMSMO, a modified inverted generational distance (IGD) is utilized to evaluate the performance of each mutation operator and guide the evolution of mutation operators. The proposed MODE-PMSMO is then compared with seven multi-objective evolutionary algorithms (MOEAs) on five bi-objective and five tri-objective optimization problems. Generally, MODE-PMSMO exhibits the best average performance among all compared algorithms on ten MOPs. Additionally, MODE-PMSMO is employed to solve four typical multi-objective dynamic optimization problems in chemical and biochemical processes. Experimental results indicate that MODE-PMSMO is suitable for solving these actual problems and can provide a set of nondominated solutions for references of decision makers.     

一种基于多策略差分进化的分解多目标进化算法

为了提高多目标优化问题非支配解集合的分布性和收敛性,根据不同差分进化策略的特点,基于切比雪夫分解机制,提出一种基于多策略差分进化的分解多目标进化算法(MOEA/D-WMSDE).该算法首先采用切比雪夫分解机制,将多目标优化问题转化为一系列单目标优化子问题;然后引入小波基函数和正态分布实现差分进化算法的参数控制,探究一种...     

A fuzzy particle swarm optimization algorithm for computer communication network topology design

Particle swarm optimization (PSO) is a powerful optimization technique that has been applied to solve a number of complex optimization problems. One such optimization problem is topology design of distributed local area networks (DLANs). The problem is defined as a multi-objective optimization problem requiring simultaneous optimization of monetary cost, average network delay, hop count between communicating nodes, and reliability under a set of constraints. This paper presents a multi-objective particle swarm optimization algorithm to efficiently solve the DLAN topology design problem. Fuzzy logic is incorporated in the PSO algorithm to handle the multi-objective nature of the problem. Specifically, a recently proposed fuzzy aggregation operator, namely the unified And-Or operator (Khan and Engelbrecht in Inf. Sci. 177: 2692–2711, 2007), is used to aggregate the objectives. The proposed fuzzy PSO (FPSO) algorithm is empirically evaluated through a preliminary sensitivity analysis of the PSO parameters. FPSO is also compared with fuzzy simulated annealing and fuzzy ant colony optimization algorithms. Results suggest that the fuzzy PSO is a suitable algorithm for solving the DLAN topology design problem.