多目标优化的演化算法

近年来．多目标优化问题求解已成为演化计算的一个重要研究方向，而基于Pareto最优概念的多目标演化算法则是当前演化计算的研究热点．多目标演化算法的研究目标是使算法种群快速收敛并均匀分布于问题的非劣最优域．该文在比较与分析多目标优化的演化算法发展的历史基础上，介绍基于Pareto最优概念的多目标演化算法中的一些主要技术与理论结果，并具体以多目标遗传算法为代表，详细介绍了基于偏好的个体排序、适应值赋值以及共享函数与小生境等技术．此外，指出并阐释了值得进一步研究的相关问题．     

云环境中基于混合多目标粒子群的科学工作流调度算法

为了更高效地实现科学工作流任务的调度,研究了云环境中的工作流调度多目标优化问题,提出了一种基于非占优排序的混合多目标粒子群优化的工作流调度算法HPSO。首先,建立了截止时间与预算约束下工作流调度的多目标优化模型,模型引入三目标最优化,包括工作流执行跨度、执行代价及执行能耗;其次,设计了一种混合粒子群算法对相互冲突的三目标最优化进行求解,算法通过非占优排序的形式可以得到满足Pareto最优的工作流调度解集合;最后,通过3种科学工作流案例的仿真实验,与同类多目标调度算法NSGA-II,MOPSO和ε-Fuzzy进行了性能比较。实验结果表明,HPSO得到的调度解不仅收敛性更好,而且调度解的空间分布更加一致,更符合云环境中的工作流调度优化。     

基于最佳进化方向的多目标遗传算法

该文模拟自然界中生物总是向着有利于自己的方向进化,即朝生物利益最大化的方向进化这一现象,给出了一种新的设计适应度函数的方法,并且结合多目标优化的Pareto最优解的概念,提出了求解多目标优化问题的一种新的算法———基于最佳基因的多目标遗传算法。数值实验表明,该算法不仅操作简单、鲁棒性强、速度快、且能够获得数量多而且广泛的Pareto最优解。     

求解多目标优化问题的新遗传算法

给出了求解多目标优化问题的一种新解法。定义了多目标优化问题的非劣方向,设计了方向杂交算子和简单的变异算子。标准算例的计算机仿真结果表明,新算法可以快速地找到一组范围广、分布均匀且数量充足的Pareto最优解。     

一种维持种群多样性的多目标差分演化算法

差分演化算法是一种简单而有效的全局优化算法。本文将差分演化算法用于求解多目标优化问题,给出了一种维持种群多样性的多目标差分演化算法。该算法采用正交设计法初始化种群,改进差分演化算子,从而有利于维持种群多样性,提高演化算法的搜索性能。初步实验表明,新算法能有效地求解多目标优化问题。     

基于进化算法的多目标优化方法

进化算法在解决多目标优化问题中有其特有的优势.首先对多目标优化问题进行了描述;然后结合研究现状讨论了目前几种主要的基于进化算法的多目标优化方法,以及它们的优缺点;最后给出了多目标进化优化算法的一些应用,以及进化多目标优化算法的未来发展方向.     

一种基于输运理论的多目标演化算法

提出了一种根据输运理论中的粒子输运方程、相空间能量定律和熵增法则构造的一种能够准确、高效地求解多目标优化问题的多目标演化算法(MOPEA).由于该算法使用了粒子系统从非平衡达到平衡的理论来定义求解多目标问题的Rank函数和Niche适应值函数,使得种群中的所有个体都有机会参与演化操作,以达到快速、均匀地求出多目标优化问题的Pareto最优解.数据实验显示,利用该算法求解多目标优化问题不仅能够使算法快速地收敛到全局Pareto前沿,同时由于该算法要求所有的粒子都要参与杂交和变异等演化操作,从而避免问题早熟现象的出现,并通过与传统演化算法的性能指标分析比较说明,使用该算法求解多目标优化问题具有明显的优越性.     

一种基于光学原理的多目标智能优化算法

在光学寻优算法的基础上提出一种求解多目标优化问题的智能优化算法.此算法以费马原理为依托,利用光的折射与反射定律解决多目标优化问题,并用精确数学语言描述迭代过程中反射的发生机理,延续外部档案的思想,将灰色系统理论引入外部档案,提出一种外部档案维护原则,能有效提高解的均匀性.数值实验部分利用收敛性指标、多样性指标与经典MOPSO、NSGAII进行对比,对比效果较好.本算法为快速高效解决高维多目标优化问题提供新思路.     

基于Pareto最优概念的多目标进化算法研究

基于Pareto最优概念的多目标进化算法已成为多目标优化问题研究的主流方向。详细介绍了该领域的经典算法,重点阐述了各种算法在种群快速收敛并均匀分布于问题的非劣最优域上所采取的策略,并归纳了算法性能评估中需要进一步研究的几个问题。     

Pareto强度值演化算法求解多目标优化问题

近年来,多目标优化问题求解已成为演化计算的一个重要研究方向,而基于Pareto最优概念的多目标演化算法则是当前演化计算的研究热点.多目标演化算法的研究目标是使算法种群快速收敛并均匀分布于问题的非劣最优域.本文定义和使用稀松密度来保持群体中个体的均匀分布,并将个体的Pareto强度值和稀松密度合并到个体的适应值定义中.通过对测试函数的实验,验证了算法的可行性和有效性.     

基于模拟退火的多目标优化算法

该文剖析了多目标优化问题和物体退火之间的关系,发现两者之间有着天然的联系,并在此联系的基础上,构建了一种新型的多目标优化算法———基于模拟退火的多目标优化算法。最后,基于典型算例的数值仿真验证了算法的有效性。     

多目标演化算法

演化算法因其内在的并行行,在求解多目标优化问题时具有独特的优势。本文介绍多目标演化算法的基本原理,并详细讨论基于Pareto最优概念的多目标演化算法。     

一种基于群智能的快速多目标优化算法

粒子群优化算法是一种典型的仿真群智能的算法。探讨了利用粒子群算法求解多目标优化问题,为了提高算法速度,采用了几何Pareto选择算法作为文档算法,用多方向搜索的办法寻找极端点。实验表明：该算法得到的解的数量多,速度快并且近似前沿的程度比较高。     

基于约束满足的多目标双足机器人动态步态参数优化*

目前的步态优化算法仅仅实现了对单一目标的优化,把双足机器人步态优化看做是多目标优化问题,构建了衡量稳定性、能量消耗、步行速度三个目标评价函数。考虑到直接对多个目标加权求和的方法不能很好地处理多目标问题,提出一种新的基于约束满足的多目标步态参数优化算法,其思想是把基于惩罚函数的SPEA2(strength Pareto evolutionary algorithm2 )应用到多目标双足机器人动态步态参数优化问题上,规划出了同时满足这三个目标的动态优化步态。通过仿真实验表明了算法的有效性。     

一种自适应多目标离散差分进化算法

提出一种自适应多目标离散差分进化算法。该算法将差分进化引入多目标优化领域,采用一种新的自适应离散差分进化策略增强算法的全局搜索能力,以获得更优的Pareto近似解,并结合Pareto快速分层排序策略和基于聚集密度的按层修剪操作对种群进行更新维护,使解集保持良好的多样性。实例测试和算法比较表明,该算法能有效求解离散域和连续域上不同类型的多目标优化问题,且在收敛性、分布性、稳定性方面均表现较好。     

求解机械优化的Pareto多目标中心粒子群算法

针对基于权重法的多目标算法无法求解约束多目标问题的缺陷,将中心粒子群算法与Pareto解集搜索算法相结合,提出一种Pareto多目标中心粒子群算法。将此方法用来优化气门弹簧的模型,实验结果表明,该优化方法能够快速准确地收敛于Pareto解集,并且使其对应的目标域均匀地分布于Pareto最优目标域。     

动态多目标免疫优化算法及性能测试研究

基于生物免疫系统的自适应学习、免疫记忆、抗体多样性及动态平衡维持等功能，提出一种动态多目标免疫优化算法处理动态多目标优化问题．算法设计中，依据自适应ξ邻域及抗体所处位置设计抗体的亲和力，基于Pareto控制的概念，利用分层选择确定参与进化的抗体，经由克隆扩张及自适应高斯变异，提高群体的平均亲和力，利用免疫记忆、动态维持和Average linkage聚类方法，设计环境识别规则和记忆池，借助3种不同类型的动态多目标测试问题，通过与出众的动态环境优化算法比较，数值实验表明所提出算法解决复杂动态多目标优化问题具有较大潜力．     

机器学习中多目标优化算法的简述

机器学习本质上就是多目标优化问题。解决机器学习问题的多目标优化方法有三种:标量式的多目标优化,按词典排序的多目标优化以及基于Pareto的多目标优化,而基于Pareto的多目标优化方法是目前使用最广泛的,也是研究较多的。文章概述了在机器学习中使用的多目标优化算法的优缺点。最后表明基于Pareto的多目标优化方法能有效克服前两种优化方法的缺点,是三种方法中最好的。     

一种基于偏好的多目标调和遗传算法

最近涌现了各种进化方法来解决多目标优化问题,多数方法使用Pareto优胜关系作为选择策略而没有采用偏好信息.这些算法不能有效处理目标数目许多时的优化问题.通过在不同准则之间引入偏好来解决该问题,提出一种多目标调和遗传算法MOCGA(multi-objective concordance genetic algorithm).当同时待优化的目标数目增加时,根据决策者提供的信息使用弱优胜关系进行个体优劣的比较.这种算法被证明为能收敛至全局最优.对于目标数目为很多的优化问题,测试实验结果表明了这种新算法的有效性.     

解决多目标优化问题的差分进化算法研究进展

差分进化(differential evolution,DE)是一种简单但功能强大的进化优化算法.由于其优秀的性能,其诞生之日起就吸引了各国研究人员的关注.作为一种基于群体的全局性启发式搜索算法,差分进化算法在科学和工程中有许多成功的应用.本文对解决多目标优化问题的差分进化算法研究进行了综述,对差分进化的基本概念进行了详细的描述,给出了几种解决多目标优化问题的差分进化算法变体,并且给出了差分进化算法解决多目标优化问题的理论分析,最后,给出了差分进化算法解决多目标优化问题的工程应用,并指出了未来具有挑战性的研究领域.