一种新颖的函数优化进化算法

进化算法在求解全局优化问题时易陷入局部最优且收敛速度慢. 为了解决这一问题, 设计了一个基于下降尺度函数的杂交算子, 利用下降尺度函数与种群的关系来寻找实值函数的下降方向. 为了提高非均匀变异算子在进化后期的搜索能力, 通过均衡算子的局部搜索和全局搜索能力使其在算法后期仍能跳出局部最优. 在此基础上给出了一种新的进化算法. 最后将其与9个现有的算法进行了比较, 数值实验表明新算法快速有效.     

基于平滑技术和一维搜索的全局优化进化算法及其收敛性

为了解决全局优化算法中的一个难点--算法易于陷入局部极小点,设计了一个平滑函数,该函数可以消除一些局部极小点,而在包含最优点的部分,函数保持不变.这样,通过对此平滑函数的优化,局部极小点的数目就会在迭代过程中大量地减少,使算法更易找出全局极小点;根据平滑函数的性质,设计了一个新的杂交算子,此算子能自适应地产生优质的后代;利用平滑函数的性质,巧妙地将一维搜索技术用于算法的设计之中,从而使算法的速度大大提高;在此基础上,设计了一个解全局优化问题的新的高效进化算法,并且证明了其全局收敛性.最后的数值实验也表明新算法十分有效.     

求解高维函数的改进萤火虫群优化算法

针对萤火虫群优化(GSO)算法求解高维函数时存在求解精度不高、收敛速度慢等缺点,提出了一种带变异算子和集群觅食行为算子的改进萤火虫群优化算法。该算法使用变异算子来指导离群萤火虫的进化方向,从而提高了离群个体的利用率,改善了算法的整体效率。集群觅食行为算子的加入能使算法对捕捉到的全局最优域进行更进一步的求精,极大地提高了算法的计算精度和收敛速度;同时,该算子有效地防止了算法陷入局部最优值的危险,扩大了算法在后期的全局搜索范围。通过8个典型的基准函数测试,结果表明：改进后萤火虫群优化算法具有更强的全局优化能力和更高的成功率。     

基于改进模拟退火混合算法的移动机器人全局路径规划

利用改进模拟退火算法与共轭方向法组成混合全局优化算法,对移动机器人全局路径规划进行求解.该混合全局优化算法先用共轭方向法搜索局部最优解,再用改进模拟退火算法跳出局部最优解,依此更新温度值.如此反复操作,直至找到全局最优解.仿真结果表明该算法具有较好的优化效果,能快速收敛到全局最优解.     

基于梯度优化的自适应小生境遗传算法

针对基本遗传算法全局搜索能力差和收敛速度慢,且在求解多峰函数时仅能得到部分最优解的缺点,提出一种基于梯度优化的自适应小生境算法。该算法利用当前种群适应度和种群代数来设计交叉算子和变异算子,有效地保持了种群的多样性,改善全局搜索能力,加快了收敛速度,应用改进的梯度优化算子保证进化向最优解方向靠近,提高了计算峰值的精确度。对Shubert函数的仿真试验证明,该算法能改善全局搜索能力,加快算法收敛速度并提高计算精度。     

快速寻优的全局优化进化算法

为了加快进化算法中种群的寻优速度,设计双变异算子,提出一种进化算法。该算法以种群的多样性、算法的收敛速度、全局与局部搜索能力的综合均衡为设计重点,利用概率论和Markov链证明了该算法的全局收敛性,通过对6个基准函数进行测试,从数值上验证了该算法的有效性。     

基于极值优化的混合差分进化算法

针对标准差分进化算法在求解复杂优化问题时易陷入局部最优的问题,提出了一种基于极值动力学机制的混合差分进化算法。该算法的核心在于,当种群聚集度较高时, 利用极值优化算法强大的波动性,通过引入基于种群的极值优化算法来提高种群多样性,从而协助差分进化算法跳出局部最优。仿真实验表明,该混合算法具有较好的全局收敛性,能有效避免早熟收敛。     

基于变异记忆矩阵的克隆选择算法

利用免疫系统的免疫记忆机制,提出一种适于函数优化的基于变异记忆矩阵的克隆选择算法.首先,利用变异记忆矩阵保存进化中有用的变异信息,以引导抗体的克隆和变异操作,加强局部搜索能力;然后,利用当代种群的综合信息生成新抗体进入种群,以加强全局搜索能力;最后,对最优抗体进行自学习,以提高算法结果的精度.标准函数仿真表明,该算法适合求解复杂函数优化问题,具有收敛速度快、全局收敛能力强、精度高、鲁棒性强的优点.     

冒泡择优遗传算法

为快速地寻求复杂多峰函数的全局极值点，提出一种冒泡择优遗传算法。它以冒泡的形式让每一代种群中的最优的个体参加列队竞争，以成为局部最优或全局最优。对于达到局部极值的个体，进行湮灭操作，重新进行进化与列队竞争。该算法能自动保持种群多样性且易于实现。实验结果表明，该算法对于求解多峰函数优化的问题十分有效，通常都能找到全部全局最优解。     

基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法

为了寻找复杂多峰函数的全局最优解,在标准粒子群优化算法的基础上,提出一种基于不同行为的两分群交换粒子群优化算法。该算法将微粒分成大小相同的2个种群,不同种群采用不同进化模型。利用不同进化模型具有不同进化行为的特点,两分群相互影响并促进。该方法可以保持种群多样性,降低陷入局部极值的可能性。对一些复杂函数的仿真结果表明,该算法易于找到全局最优解。     

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。     

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。     

改进的进化算法解最短路问题

最短路问题是组合优化中的经典问题之一,对其设计有效的算法具有广泛的应用价值和重要的理论意义．为了减少对初始种群选取的限制,扩大种群的多样性,本文提出了一种新的杂交方式．根据一对染色体中不同位相同基因对的数目,设计了分类杂交．这种杂交不仅增加了种群的多样性,还避免了不可行解的出现．与杂交算子相对应设计了具有局部搜索功能的收缩—扩张式变异算子,使得本算法效率有了极大提高,并在理论上证明该算法以概率1收敛到全局最优解．最后的数值试验也表明此算法是十分有效的．     

Multiobjective optimization and hybrid evolutionary algorithm to solve constrained optimization problems.

This paper presents a novel evolutionary algorithm (EA) for constrained optimization problems, i.e., the hybrid constrained optimization EA (HCOEA). This algorithm effectively combines multiobjective optimization with global and local search models. In performing the global search, a niching genetic algorithm based on tournament selection is proposed. Also, HCOEA has adopted a parallel local search operator that implements a clustering partition of the population and multiparent crossover to generate the offspring population. Then, nondominated individuals in the offspring population are used to replace the dominated individuals in the parent population. Meanwhile, the best infeasible individual replacement scheme is devised for the purpose of rapidly guiding the population toward the feasible region of the search space. During the evolutionary process, the global search model effectively promotes high population diversity, and the local search model remarkably accelerates the convergence speed. HCOEA is tested on 13 well-known benchmark functions, and the experimental results suggest that it is more robust and efficient than other state-of-the-art algorithms from the literature in terms of the selected performance metrics, such as the best, median, mean, and worst objective function values and the standard deviations.     

基于人类繁殖现象的遗传算法研究

标准遗传算法（SGA）只是对自然界遗传进化过程的比较简单的模拟,较少考虑人类特有的繁殖方式。提出一种基于人类繁殖现象的遗传算法（HRGA）,该算法的遗传算子包括选择算子、助长算子、交叉算子和变异算子,遗传个体具有雄性和雌性两种不同的性别,融合了个体的年龄和个体间的亲缘关系两种特征,在允许的年龄范围内,异性个体进行严格的远缘繁殖,从而克服了标准遗传算法容易出现的早熟收敛现象,提高了算法的收敛速度。通过对函数最优化问题的求解试验,证明了该算法具有很强的跳出局部收敛的能力,其全局收敛速度和最优解的质量明显高于标准遗传算法,同时也证明了该算法的有效性。     

正交演化算法在继电器体积优化设计中的应用

继电器产品的优化设计是在给定的负载条件或环境条件下,在对继电器产品的性态、几何尺寸关系或其他因素限制约束范围内,确定设计参数、目标函数、约束条件以形成优化设计模型,并选择恰当的优化方法以获得最佳设计方案的一系列工作。继电器的体积数学模型涉及到机、电、磁、热等方面,其目标函数和约束函数均是高度非线性的。传统演化算法求解问题时容易陷入局部极小值。在简单演化算法的基础上,结合正交实验法的基本思想,将其应用于演化算法的种群初始化、交叉算子,并引入自适应正交局部搜索来防止局部收敛,得到了一种新型的正交演化算法。通过一系列数值实验验证了该算法的高效性。     

基于混沌遗传算法的雷达/干扰机共享信号设计

雷达/干扰机共享信号的波形设计是电子战中实现雷达/干扰机作战系统能量共享的关键。针对共享信号的性能设计问题,提出了一种新型的混合混沌遗传优化算法。采用改进的tent混沌系统初始化种群,将混沌特性嵌入到自适应遗传算法的循环体中,分别设计分段混沌交叉算子和退化混沌变异算子,避免了搜索过程陷入局部极值的陷阱而快速收敛于全局最优解。通过实验证明,该方法能够较快地搜索到优化问题的最优解,验证了混沌遗传算法对雷达/干扰机共享信号优化问题的有效性。     

基于混沌搜索策略的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法存在探索和开发能力难以协调、易陷入局部最优的不足,提出一种基于混沌搜索策略的鲸鱼优化算法(CWOA).首先,采用混沌反向学习策略产生初始种群,为全局搜索多样性奠定基础;其次,设计收敛因子和惯性权重的非线性混沌扰动协同更新策略以平衡全局探索和局部开发能力;最后,将种群进化更新与最优个体的混沌搜索机制相结合,以减小算法陷入局部最优的概率.对10个基准测试函数和6个复合测试函数进行优化,实验结果表明,CWOA在收敛速度、收敛精度、鲁棒性方面均较对比算法有较大提升.