引入莱维飞行与动态权重的改进灰狼算法

针对求解复杂优化问题时,灰狼（GWO）算法存在全局搜索能力不足、容易陷入局部最优值等问题,提出一种引入莱维飞行与动态权重策略的改进灰狼算法（LGWO）。基于Singer混沌映射初始化灰狼个体位置,增加种群多样性;收敛因子采用新的非线性更新策略,在种群迭代全期平衡全局搜索与局部搜索能力;在种群位置更新公式引入莱维飞行与动态权重策略,增加种群跳出局部最优值的概率,提升寻优准确度。通过8个基准函数的测试,并与其他优化算法和改进算法进行对比,LGWO取得了最优的收敛速度与预测精度,并验证了LGWO算法优化高维复杂问题的有效性。     

记忆增强的莱维飞行引力搜索算法

针对标准引力搜索算法存在收敛速度过快,容易陷入局部最小值等问题,提出一种改进的基于莱维飞行的引力搜索算法,在引力搜索算法框架下引入莱维飞行产生随机步长,进一步更新种群位置.莱维步长缩放因子动态调整,随迭代次数增加,莱维更新逐步发挥作用,使算法继续保持较好的全局搜索性能.莱维更新只选择适应度无退化粒子参与下次计算,且飞行步长更新以历史最优粒子的位置为指导,增强算法记忆性,促使粒子向更优适应度方向进化.对多个标准测试函数进行仿真,结果表明改进算法较标准引力搜索算法和布谷鸟算法具有更好的全局搜索能力和寻优精度.     

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。     

基于切线飞行的麻雀搜索算法

为解决在临近全局最优条件下,原始麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)存在种群多样性降低,局部开发能力薄弱导致不容易跳出局部最优点的问题,提出基于切线飞行的麻雀搜索算法(tangent flight sparrow search algorithm, tanSSA)。首先,使用自适应t分布策略改进发现者位置更新公式,可以提高麻雀个体的寻优能力,同时防止算法早熟。然后,利用切线搜索算法中切线飞行策略所具有的可以增强算法探索搜索空间能力,且能使算法跳出局部最优解的优势,在原始麻雀搜索算法中使用切线飞行扰动策略对最优解进行扰动。这两种策略相结合,可以有效提升tanSSA算法的勘探与开发性能。最后,使用12个标准基准测试函数,结合Wilcoxon秩和检验来测试验证tanSSA算法的优化性能,并与原始SSA算法、鲸鱼优化算法、粒子群优化算法以及自适应t分布SSA算法进行比较。实验证明,基于切线飞行的麻雀搜索算法的寻优能力和收敛速度都有显著提升。     

基于水波进化和动态莱维飞行的爬行动物搜索算法

针对爬行动物搜索算法存在收敛速度慢、寻优精度低和易陷入局部极值等缺陷,提出一种基于水波进化和动态莱维飞行的爬行动物搜索算法.采用Halton序列初始化种群,生成均匀分布的个体,减少个体搜索盲区和重叠概率以提升种群多样性;引入水波动态进化因子和自适应权重,协调算法全局搜索与局部开发之间的转换,提高算法收敛速度和寻优精度;结合一种动态莱维飞行变异策略,提升算法局部抗停滞能力.通过对14个基准测试函数的寻优对比分析、Wilcoxon秩和检验以及寻优时间对比结果可知,改进算法具有更好的收敛性能、寻优性能和鲁棒性.最后,通过工程应用中焊接梁设计的优化对比结果,进一步验证了改进算法处理实际工程问题的优越性.     

基于改进的Tent混沌万有引力搜索算法

万有引力搜索算法(gravitational search algorithm,GSA)相比于传统的优化算法具有收敛速度快、开拓性能强等特点,但GSA易陷入早熟收敛和局部最优,搜索能力较弱.为此,提出一种基于改进的Tent混沌万有引力搜索算法(gravitational search algorithm based on improved tent chaos,ITC-GSA).首先,改进Tent混沌映射来初始化种群,利用Tent混沌序列随机性、遍历性和规律性的特性使得初始种群随机性和遍历性在可行域内,具有加强算法的全局搜索能力;其次,引入引力常数G的动态调整策略提高算法的收敛速度和收敛精度;再次,设计成熟度指标判断种群成熟度,并使用Tent混沌搜索有效抑制算法早熟收敛,帮助种群跳出局部最优;最后,对10个基准函数进行仿真实验,结果表明所提算法能够有效克服GSA易陷入早熟收敛和局部最优的缺点,提高算法的收敛速度和寻优精度.     

基于混合策略改进的鲸鱼优化算法

针对原始鲸鱼优化算法（WOA）收敛速度慢、全局搜索能力弱、求解精度低且易陷入局部最优等问题,提出一种混合策略来改进的鲸鱼优化算法（LGWOA）。首先将莱维飞行引入鲸鱼全局搜索的公式中,通过莱维飞行加大全局搜索步长,扩大搜索空间、提高全局搜索能力;其次,在鲸鱼螺旋上升阶段,加入一个自适应权重参数来提高算法的局部搜索能力和求解精度;最后结合遗传算法的交叉变异思想平衡算法的全局搜索和局部搜索能力,维持种群的多样性,规避陷入局部最优。通过对12个基准测试函数从2个角度进行实验对比分析,结果表明,基于混合策略改进的鲸鱼优化算法在收敛速度和求解精度上均有明显提升。     

基于改进自适应黑洞机制的引力搜索算法

针对基本引力搜索算法（gravity search algorithm,GSA）易早熟、易陷入局部最优、缺少有效加速机制等缺点,提出了基于改进自适应黑洞机制的GSA（improved adaptive black hole gravity search algorithm,IABHGSA）。通过改进Tent映射对种群初始化,使得初始种群的分布更随机、均匀、遍历,增强算法的全局勘探能力;引入改进自适应黑洞机制,根据粒子进化情况选择位置更新策略,使得位置更新更为合理,有效减小粒子陷入局部最优的可能性;通过基于学习思想的最优与最差粒子更新策略增强算法逃离局部最优的能力以及提高算法的寻优速度;引入群体迁徙,为算法提供有效的加速收敛机制。最后,选取八个基准测试函数对IABHGSA进行测试,并与相关算法的实验结果进行了对比,结果证明IABHGSA有更好的寻优性能。     

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。     

混合策略改进的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法存在的迭代过程中种群多样性减少且容易陷入局部最优以及收敛速度慢等问题,提出混合策略改进的麻雀搜索算法（MSSSA）。利用Circle映射初始化麻雀个体位置,增加初始种群的多样性。结合蝴蝶优化算法（BOA）中蝴蝶飞行方式,改进发现者的位置更新策略,增强算法全局探索能力。采用逐维变异方法对个体位置进行扰动,提升算法跳出局部最优的能力。在仿真实验中与4种基本算法和5种改进算法基于10个基准测试函数进行比较并进行Wilcoxon秩和检验,结果表明所提算法具有更好的收敛性和求解精度,全局寻优能力得到大幅提升。     

融合莱维飞行与黄金正弦的蚁狮优化算法

针对蚁狮优化算法较易陷入局部最优停滞、收敛精度低以及收敛速度较慢等问题,将莱维飞行机制和黄金正弦算法融合到蚁狮优化算法中,提出了融合莱维飞行与黄金正弦的蚁狮优化算法（LGSALO）。该算法利用 Levy 飞行的变异机制对寻优过程中位置更新方式进行变异操作,可以改善种群多样性,使得算法跳出局部最优,提高全局寻优能力,并在一定程度上避免了算法的过早收敛;同时引入黄金正弦算法改进精英蚁狮的寻优方式,协调算法的全局探索与局部开发能力。实验仿真结果表明,该改进算法的寻优性能良好,开发能力强。     

自适应混合策略麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法（sparrow search algorithm,SSA）求解精度低，稳定性不足，易陷入局部最优等问题，提出一种基于自适应混合策略的麻雀搜索算法（adaptive hybrid strategy sparrow search algorithm,AHSSSA）。引入Tent混沌映射初始化种群，增加种群数量，合并两个种群，再利用精英策略得到精英种群，以提高初始解质量；引入自适应周期收敛因子α，加强搜索能力与收敛速度；追随者与预警者位置更新方式调整，在一定程度上防止算法陷入局部最优；引入多项式变异扰动，以解决SSA陷入局部最优问题。利用12种测试函数进行测试，结果表明：AHSSSA比SSA有更好的寻优性能。     

基于正余弦优化算子和Levy飞行机制的和声搜索算法

针对基本和声搜索（Harmony search, HS）算法收敛速度较慢、易陷入局部最优和计算精度不高的缺点,结合正余弦优化算子、Levy飞行机制和参数动态调整策略,提出一种改进的和声搜索算法。该算法在即兴创作阶段,首先引入正余弦优化算子和微调带宽相结合的方式对和声向量进行微调操作,充分利用最优个体和当前个体的位置信息,提高算法的计算精度和收敛速度;再采用Levy飞行机制对微调带宽进行更新,避免算法陷入局部最优,提高全局搜索能力;在算法迭代过程中,对和声记忆库存储概率、基音微调概率和搜索域进行自适应动态调整,以进一步提高算法收敛性能。在10个基准函数上进行性能对比试验的结果表明,本文提出的算法具有较强的全局搜索能力,较快的收敛速度和较高的计算精度。     

一种基于动态惯性权重的鸟群优化算法

鸟群算法（BSA）作为一种新型的元启发式群智能算法,存在易陷入局部最优、收敛速度慢和求解精度低等问题。针对原鸟群算法在求解最优化问题中的不足,提出一种基于动态惯性权重的鸟群优化算法(DBSA)。该算法通过引入非线性动态惯性权重修正鸟群飞行间隔,平衡种群全局搜索与局部搜索能力;在模拟鸟群生产者觅食的过程中引入莱维飞行,替换原算法中生产者的觅食策略提高算法活力和有效性。实验表明改进后的鸟群算法有效提高了算法的收敛速度和寻优精度。     

融合差分进化和混合多策略的麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法(spar row search algori thm,SSA)存在收敛速度慢、稳定性差和易陷入局部最优等问题,提出融合差分进化和混合多策略的麻雀搜索算法(DEH-SSA)。引入反向学习初始化以增加种群的多样性,避免陷入局部最优;加入非线性权重因子改进麻雀发现者的位置更新公式以平衡算法的局部和全局搜索能力,使算法的收敛速度加快;融合差分进化和精英策略增强SSA算法的全局搜索能力并提高算法的收敛精度。在10个基准测试函数上与其它群智能算法进行比较实验,其结果表明,DEH-SSA具有更高的收敛精度、更快的收敛速度和更好的稳定性,通过Wilcoxon秩和检验方法也验证了DEH-SSA算法具有更好的显著性差异。     

多策略混合的改进麻雀搜索算法

针对基本麻雀搜索算法（sparrow search algorithm,SSA）在处理复杂优化问题时存在的搜索空间不足、收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种多策略混合的改进麻雀搜索算法（improved sparrow search algorithm based on multi-strategy mixing,IMSSA）。利用Sine混沌映射初始化麻雀个体位置,丰富种群多样性,解决种群分布不均匀、搜索空间不足等问题;引入带有惯性权重的多样性全局最优引导策略来加快收敛速度,调控算法的全局探索与局部开发能力;采用双样本学习策略使算法跳出局部最优,提高种群对解空间的搜索能力。通过测试函数对算法进行仿真实验,验证三种改进策略的有效性,并且进行Wilcoxon秩和检验和时间复杂度分析,结果表明IMSSA算法的各项性能均有显著提升。最后用算法优化支持向量机参数,建立轴承故障诊断模型,进一步证明了改进策略是可行有效的。     

基于动态调整和协同搜索的花授粉算法

针对基本花授粉算法（Flower Pollination Algorithm,FPA）容易陷入局部最优、收敛速度慢及寻优精度低等缺陷,提出了基于动态调整和协同搜索的花授粉算法（Flower Pollination Algorithm based on Dynamic adjustment and Cooperative search,FPADC）。利用霍尔顿序列提升初始解的质量;通过对种群进行分工,从而提高种群的多样性以跳出局部最优;根据种群进化信息动态调整算法的寻优策略,从而提高收敛速度和精度。仿真实验结果表明,提出的改进算法相比基本花授粉算法和部分改进算法,有较好的寻优性能。     

自适应步长布谷鸟搜索算法

布谷鸟搜索算法(CSA)是一种新颖且简单、高效的生物启发式算法。针对标准算法存在后期收敛速度慢、易陷入局部最优等问题,提出了一种新的自适应步长布谷鸟搜索算法(ASCSA)。通过自适应调整莱维飞行步长使算法在前期拥有较大的寻优空间,提高全局搜索能力;步长随迭代自适应减小,算法的局部开发能力增强。针对偏好随机游动,引入动态惯性权重和记忆策略后,算法能够充分利用历史经验,稳定性得到提高。实验结果表明,改进后的布谷鸟搜索算法的各方面性能较标准算法及相关改进版本都有显著提高。     

基于引力搜索机制的花朵授粉算法

针对花朵授粉算法（Flower pollination algorithm,FPA）易陷入局部极值、后期收敛速度慢的不足,提出一种基于引力搜索机制的花朵授粉算法.该算法在基本花朵授粉算法的全局寻优部分,采用花朵个体间的万有引力和算法本身的莱维飞行共同实现个体位置的更新,使花朵受莱维飞行和个体间引力的双重影响,个体在通过优化信息的共享向质量大（最优位置）的个体靠近,且个体间的万有引力牵制莱维飞行的随机游走.同时又利用莱维飞行的跳跃及不均匀性步长避免个体陷入局部极值,从而提高算法的寻优能力.通过对高维单峰函数、高维多峰函数、低维函数及多峰复杂函数的优化实验结果表明,改进算法的寻优性能显著优于基本的花朵授粉算法,其收敛速度、收敛精度、鲁棒性均较对比算法有较大提升.最后,利用改进算法对弹簧张力设计问题、压力管设计问题2个工程实例进行测试,获得了较好的结果.仿真实验结果佐证了改进算法的有效性和可行性.     

基于骑手优化的动态布谷鸟搜索算法

针对传统布谷鸟搜索算法（cuckoo search,CS）对复杂问题收敛精度低、迭代步幅局限性大的特点,提出了基于骑手优化的动态布谷鸟搜索策略（rider optimization cuckoo search,ROCS）。结合骑手优化算法（rider optimization algorithm,ROA）思想,利用多种群在单周期内进行多策略寻优,动态使用最优策略进行加强搜索,提高算法对复杂问题的收敛效率;同时对Lévy飞行运动进行动态参数调节,改善算法搜索前期及末期表现。仿真测试结果显示,改进算法对复杂问题的优化表现优于比对算法,算法寻优效率得到显著改善。