多策略融合的改进麻雀搜索算法及其应用

针对麻雀搜索算法易陷入局部最优、收敛速度慢等不足,提出一种多策略融合的改进麻雀搜索算法.采用精英混沌反向学习策略生成初始种群,增强初始个体的质量和种群多样性,实现对更多优质搜索区域的勘探以提升算法的局部极值逃逸能力和收敛性能;结合鸡群算法的随机跟随策略,优化麻雀搜索算法中跟随者的位置更新过程,平衡算法的局部开发性能和全局搜索能力;采用柯西-高斯变异策略提升算法的种群多样性保持能力和抗停滞能力.对10个不同特征的基准测试函数进行寻优,测试结果与Wilcoxon符号秩检验结果均表明改进算法具有更好的寻优精度、收敛性能和稳定性.最后,利用改进算法对最小二乘支持向量机的参数进行优化,应用于煤与瓦斯突出危险性辨识,通过实验进一步验证改进策略的有效性和改进算法的优越性.     

精英反向与二次插值改进的黏菌算法

针对基本黏菌算法(slime mould algorithm,SMA)易陷入局部最优值、收敛精度较低和收敛速度较慢的问题,提出精英反向学习与二次插值改进的黏菌算法(improved slime mould algorithm,ISMA).精英反向学习策略有利于提高黏菌种群多样性和种群质量,提升算法全局寻优性能与收敛精度;利用二次插值生成新的黏菌个体,并用适应度评估更新全局最优解,有利于增强算法局部开发能力,减少算法收敛时间,使算法跳出局部极值.通过求解多个单模态、多模态和高维度测试函数进行不同算法之间的对比,结果显示,结合两种策略的ISMA具有较高的寻优精度、寻优速度和鲁棒性.     

自适应精英反向学习共生生物搜索算法

针对共生生物搜索算法在求解高维复杂问题时存在过早收敛,求解精度不高及后期搜索迟滞等问题,结合自适应思想,利用不同差分扰动项和精英反向学习策略对算法进行改进,得到一种改进的共生生物搜索算法。对14个标准测试函数的仿真实验结果进行分析,相比于原算法和其他三种目前流行的算法,改进算法在收敛速度和求解精度方面均具有明显的优势,寻优能力更强。     

螺旋探索与自适应混合变异的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法(SSA)收敛速度慢，易陷入局部最优的问题，提出一种螺旋探索与自适应混合变异的麻雀搜索算法(SHSSA).首先，采用一种无限次折叠的ICMIC混沌初始化种群，增加种群多样性和遍历性，为全局寻优奠定基础；其次，融入一种螺旋探索策略，增强发现者探索未知区域的能力，提高算法的全局搜索性能；然后，提出一种基于精英差分和随机反向的混合变异策略，加快算法收敛速度，改善算法跳出局部最优的能力.基于12个基准测试函数的仿真结果表明，SHSSA与其余3种算法及2种改进的麻雀搜索算法相比，收敛速度更快、寻优精度更高，稳定性更强.最后，将SHSSA应用于多阈值图像分割中，实验结果表明，相较于基本SSA算法，SHSSA的分割速度和分割精度均得到了提升.     

一种精英反向学习的萤火虫优化算法

为了提高传统萤火虫算法的收敛速度和求解精度,提出了一种精英反向学习的萤火虫优化算法。通过反向学习策略构造精英群体,在精英群体构成的区间上求普通群体的反向解,增加了群体的多样性,提高了算法的收敛速度;同时,为了避免最优个体陷入局部最优,使整个群体在搜索过程中出现停滞,提出了差分演化变异策略;最后,提出了一种线性递减的自适应步长来平衡算法的开发能力。实验结果表明,算法在收敛速度和收敛精度上有更好的效果。     

一种改进的麻雀搜索算法

麻雀搜索算法(SSA)作为一种新颖的群体智能优化算法,已被证明具有较好的寻优性能.但由于SSA在某些情况下迭代中后期搜索性减小,种群多样性降低,导致算法存在收敛速度慢、求解精度低、易陷入局部最优解等不足.针对SSA存在的缺陷,融合萤火虫算法(FA)迭代策略,提出了一种加入萤火虫搜索扰动的麻雀搜索优化算法(FSSA).首...     

融合柯西变异和反向学习的改进麻雀算法

针对基本麻雀搜索算法在迭代后期种群多样性减小,容易陷入局部极值的问题,提出一种融合柯西变异和反向学习的改进麻雀算法(ISSA).首先,采用一种映射折叠次数无限的Sin混沌初始化种群,为全局寻优奠定基础;其次,在发现者位置更新方式中引入上一代全局最优解,提高全局搜索的充分性,同时加入自适应权重,协调局部挖掘和全局探索的能力,并加快收敛速度;然后,融合柯西变异算子和反向学习策略,在最优解位置进行扰动变异,产生新解,增强算法跃出局部空间的能力;最后,与3种基本算法和2种改进的麻雀算法进行对比,对8个基准测试函数进行仿真实验以及Wilcoxon秩和检验,评估ISSA的寻优性能,并对ISSA进行时间复杂度分析.结果表明ISSA与其余5种算法相比,收敛速度更快,精度更高,全局寻优能力得到较大提升.     

一种混合麻雀搜索算法

元启发式算法由于可产生多样的解决方案在科学及工业领域受到了广泛的应用,麻雀搜索算法(SSA)是一种相对新颖的基于群体的元启发式算法,已被证明具有较好的寻优求解性能。由于在某些情况下麻雀种群多样性不足,导致算法寻优精度低,易陷入局部最优,因此提出了一种混合麻雀搜索算法(HSSA),首先利用反向对立学习策略提高初始种群质量,其次混合了模拟退火算法的Metropolis准则,避免算法陷入局部最优。为了验证算法的性能,利用HSSA对多个单峰和多峰测试函数进行求解,实验结果表明,与WOA、SSA和IPSO相比,HSSA具有更快的收敛速度和更高的求解精度。     

一种多策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法在求解复杂优化问题时存在收敛速度慢、种群趋同性严重、易于陷入局部最优等不足,提出一种多策略改进的麻雀搜索算法（multi-strategy improved sparrow search algorithm,MISSA）。通过混沌映射和反向学习机制提高算法初始种群的质量;借鉴粒子群算法的学习策略来提升种群的信息交流能力和兼顾全局勘探与局部开发之间的平衡;融合差分进化算法的变异交叉操作提升算法跳出局部最优值的能力。通过对8个基准测试函数的寻优实验,结果表明改进算法具有更好的优化性能和收敛效率;进一步地,将改进算法应用于优化支持向量回归（support vector regression,SVR）模型的参数,并通过在选定的5个UCI数据集上的实验验证了改进算法的有效性。     

基于双样本学习与单维搜索改进的精英麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法初始种群分布不均匀，种群间信息交流少，易陷入局部最优，收敛速度慢等不足，提出了一种基于双样本学习与单维搜索改进的精英麻雀搜索算法。首先，采用Hammersley低差异序列与反向学习相结合产生精英初始种群，增强个体质量和多样性；然后，通过双样本学习策略，改进追随者的位置更新公式，加强种群间的信息交流，提高算法跳出局部最优的能力；最后，在算法迭代后期采用单维搜索模式，增强算法在后期的深度挖掘能力，提高算法的精度。通过对时间复杂度进行分析，证明了该改进未增加算法的时间复杂度。选取12个不同特征的测试函数进行寻优，测试结果表明，与其他算法相比，该算法在收敛速度、精度和稳定性上都有明显的优越性。     

多策略融合的改进萤火虫算法

针对传统萤火虫算法（FA）中存在的易陷入局部最优及收敛速度慢等问题,把莱维飞行和精英参与的交叉算子及精英反向学习机制融入到萤火虫优化算法中,提出了一种多策略融合的改进萤火虫算法——LEEFA。首先,在传统萤火虫算法的基础上引入莱维飞行,从而提升算法的全局搜索能力;其次,提出精英参与的交叉算子以提升算法的收敛速度和精度,并增强算法迭代过程中解的多样性和质量;最后,结合精英反向学习机制进行最优解的搜索,从而提高FA跳出局部最优的能力和收敛性能,并实现对于解搜索空间的迅速勘探。为验证所提出的算法的有效性,在基准测试函数上进行了仿真实验,结果表明相较于粒子群优化（PSO）算法、传统FA、莱维飞行萤火虫算法（LFFA）、基于莱维飞行和变异算子的萤火虫算法（LMFA）和自适应对数螺旋-莱维飞行萤火虫优化算法（ADIFA）等算法,所提算法在收敛速度和精度上均表现得更为优异。     

一种基于最大最小策略和非均匀变异的萤火虫算法

针对多目标萤火虫算法勘探能力弱、求解精度差的问题,本文提出了一种基于最大最小策略和非均匀变异的萤火虫算法(HVFA-M).该算法首先引入Maximin策略,实现对外部档案的动态调整和对精英解的随机选择;其次,精英解结合当前最好解共同引导萤火虫进行全局搜索以扩大算法的搜索范围,提高算法的勘探能力,从而增加找寻全局最优解的...     

混沌精英池协同教与学改进的ChOA及其应用

针对黑猩猩优化算法存在全局搜索能力弱、寻优精度低、收敛速度慢等问题,提出一种混沌精英池协同教与学改进的黑猩猩优化算法（chimp optimization algorithm improved by the elite chaos pool collaborative teachinglearning,ECTChOA）。采用混沌精英池策略生成初始种群,增强初始解的质量和种群的多样性,为算法全局寻优奠定基础;引入自适应振荡因子平衡ChOA的全局探索和局部开发能力;结合教与学优化算法的教学阶段和粒子群优化算法的个体记忆思想优化种群位置更新过程,提高算法的寻优精度和收敛速度。仿真实验将ECTChOA与标准ChOA、其他元启发式优化算法和最新改进ChOA在12个基准测试函数下进行寻优对比,实验结果与Wilcoxon秩和检验p值结果均表明所提改进算法具有更高搜索精度、更快的收敛速度和更好的鲁棒性。另外,将ECTChOA应用于机械工程设计案例中,进一步验证ECTChOA在实际工程问题中的可行性和适用性。     

具有学习机制的正弦余弦算法

针对标准正余弦算法在求解函数优化问题时易陷入局部最优、收敛精度较差等问题,提出了一种具有学习机制的正弦余弦算法。该算法引入精英反向学习策略构造精英及反向群体,对其混合群体进行择优保留,从而优化了种群中的个体位置、提高了算法的寻优精度;同时,利用个体的反思学习能力防止个体盲目地向当前最优解学习,使算法停滞在局部最优,从而有效地避免了算法的未成熟收敛。在13个标准测试函数进行仿真实验,实验结果证明,该算法相比于对比算法具有较强的鲁棒性和函数优化能力。     

基于小波精英解学习和多角度搜索的新型阴阳平衡优化算法

针对基本阴阳平衡优化算法计算精度低和优化速度慢等问题,提出一种新型阴阳平衡优化算法.首先,设计小波精英解学习策略,充分利用精英解的进化信息产生高质量的解,用于算法的全局勘探和局部开发;然后,将搜索角度引入解更新方程中,以实现对算法搜索空间的全方位搜索,并对所提出算法的收敛性进行理论分析;最后,采用连续优化测试函数和瓶颈旅行商问题进行数值实验,并将所提出算法与多种智能优化方法进行比较.实验结果表明,所提出算法具有更好的优化性能.     

精英正交学习萤火虫算法

针对萤火虫算法后期收敛较慢以及求解精度不高的问题,提出了精英正交学习萤火虫算法。该算法利用精英萤火虫采用正交学习策略来构造指导向量,以保存和发现最优方向信息,从而引导群体更准确地飞向全局最优区域。同时,还采用了自适应步长技术来更好地平衡算法探索与开发能力,采用最小吸引力参数保证高维空间距离过大的个体之间的相互吸引。在6个经典测试函数上与标准萤火虫算法及其它3种改进的萤火虫算法进行了对比,实验结果表明,提出的算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度。     

融合黄金正弦和曲线自适应的多策略麻雀搜索算法

针对元启发算法中麻雀搜索算法(SSA)的早熟收敛、易陷入局部最优、全局搜索性差等问题进行研究,提出一种融合黄金正弦和曲线自适应的多策略麻雀搜索算法。首先,利用Chebyshev混沌映射初始化种群,使初始解位置分布更为均匀,产生优质初始解,增加种群丰富性;其次,引入黄金正弦和曲线自适应权重改进发现者和加入者位置更新方式,有效协调了全局搜索与局部挖掘能力,加快收敛速度;最后,动态选择随机游走或柯西-t扰动策略对最优麻雀位置进行扰动,提高算法跳出局部最优的能力以及收敛精度。选取14个基准函数进行测试,比较改进算法与其他九个元启发式算法的仿真结果,使用Wilcoxon秩和检验以及MAE(mean absolute error)排序来验证所提改进策略的有效性。结果表明,该算法在全局搜索性、克服局部最优、收敛速度、收敛精度、稳定性都有较大提升。     

求解复杂约束优化问题的多策略混合麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法面对具有强约束、非凸性和不可微特征的复杂问题所存在的开发与探索能力不平衡、易陷入局部最优、过早收敛和种群多样性较低等不足,提出一种求解复杂约束优化问题的多策略混合麻雀搜索算法.首先,利用反向学习策略构建双向初始化机制,以达到获得分布更优的初始种群的目的;其次,设计一种基于交叉与变异算子的位置更新公式,扩大搜索范围,丰富搜索机制,以平衡算法探索和开发能力,同时提高算法的收敛精度和速度;最后,使用社区学习策略对种群进行精炼,强化开发能力与跳出局部极值的能力,并保持种群的多样性.分别在CEC2017的28个实数约束优化问题和1个工程优化问题上进行了性能评估,实验结果表明,所提出的算法对比其他优化算法具有寻优能力强、收敛精度高、收敛速度快等优势,可有效解决复杂约束优化问题.