差分演化算法在约束优化问题中的应用

差分演化算法的变异机制没有充分利用种群的信息,导致变异是盲目的.受到粒子群算法信息共享机制的启发,文中提出了一种多群体差分演化算法,新算法将整个种群分成多个子种群,每个子种群通过借鉴本种群的内部经验与整个种群的外部经验对变异进行指导.一方面,由于变异操作借鉴了子种群的局部信息和整个种群的全局信息,提高了算法收敛的速度;另一方面,多个子群体增强了种群的多样性,提升了算法的全局搜索能力.数值实验表明新算法具有很强的稳定性和全局搜索能力,在相同计算复杂度情况下的全局搜索能力较原始差分演化算法有明显提升,可以有效求解约束优化问题.     

多群体差分演化算法及其应用

差分演化算法的变异机制没有充分利用种群的信息,导致变异是盲目的,使计算机速度受到限制.根据粒子群算法信息共享机制的启发,提出了一种多群体差分演化算法,算法将整个种群分成多个子种群,每个子种群通过借鉴本种群的内部经验与整个种群的外部经验对变异进行指导.一方面,由于变异操作借鉴了子种群的局部信息和整个种群的全局信息,提高了...     

基于差分演化与猫群算法融合的群体智能算法

提出一种基于差分演化与猫群算法融合的群体智能算法。该算法基于猫群算法的两种行为模式,引进差分演化的思想,根据分组率随机把群体分成两个种群,一个种群执行猫群算法搜寻模式,另一种群执行差分变异模式,算法采用一种信息共享机制,使两个种群在搜索最优解时可以实现协同进化,信息交流。既实现了不同进化模式间的优势互补,又可以增加种群的多样性。对5个基准函数进行仿真实验并分别与DE和CSO进行比较,表明混合算法同时具有全局搜索和局部搜索最优解性能,收敛速度快,计算精度高,更适合用于求解高维复杂函数。     

一种新型的动态粒子群优化算法

为了改进标准粒子群优化算法全局搜索性能,提出了一种种群动态变化的多种群粒子群优化算法。当算法搜索停滞时,把种群分裂成2个子种群,通过子种群粒子随机初始化及个体替代机制增强种群多样性,两个子种群并行搜索一定代数后,通过混合子种群来完成不同子种群中粒子的信息交流。收敛性分析表明,本文算法能以概率1收敛到全局最优解。实验结果表明,本文算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度。     

协同演化算法在聚类中的应用

提出一种协同演化聚类算法,该算法使用改进的掩码方式动态决定聚类中心的数目。将种群划分成两个子种群,分别采用遗传算法和差分进化算法进行演化,遗传算法侧重于全局寻优,差分进化算法注重于局部搜索。在演化的过程中,利用不同的间隔迁移策略相互交换优良个体,使算法的全局探索能力和局部搜索能力得到均衡。通过性能测试、聚类中心数目和运行时间测试等实验证明该算法的优越性。     

动态调整子种群个体的差分进化算法

提出一种新的动态调整子种群个体数目的并行差分进化算法。基于种群个体的适应度值,该算法将种群个体分为三个子种群,分别用于全局搜索、局部搜索及二者的结合。在进化过程中,根据不同的搜索阶段自适应动态调整各子种群个体的数目。另外,不同子种群分别采用不同的变异策略,以协调算法的勘探和开采能力。数值实验结果表明该算法具有较好的寻优效果。     

一种高效的改进粒子群优化算法

提出了一种高效的改进的粒子群优化策略,把整个群体分为几个子群体,进行子群体的专业化社会分工与信息交换,该策略在提高算法局部搜索能力的同时也兼顾了全局搜索能力。测试表明,与现有方法比较,该方法全局寻优的精度与速度有明显提高。     

一种改进的双种群遗传算法

提出一种新的双种群遗传算法.两个子种群的交叉、变异以及复制操作互不相同.在一个子种群中,高相似个体之间具有相对高的交叉率,遗传操作得到的新个体替代上代种群的最劣的个体.在另一个子种群中,低相似个体之间具有相对高的交叉率,变异操作采用大变异算子,遗传操作得到的新个体替代上代种群的与其最相似个体.两个子种群之间的移民使新的算法获得了良好的局部搜索能力和全局探索能力.实验结果说明:本文的算法要优于单一种群遗传算法和两个子种群的多种群遗传算法.     

混合模式搜索的分布式memetic差分进化算法

针对差分进化（DE）算法存在的早熟收敛与搜索停滞的问题,提出memetic分布式差分进化（DDE）算法。将memetic算法的思想融入到差分进化算法中,采用分布式的种群结构以及memetic算法中的混合策略,前者将初始种群分为多个子种群,子种群间根据冯·诺依曼拓扑结构周期性地实现信息交流,后者将差分进化算法作为进化的主要框架,模式搜索作为辅助手段,从而平衡算法的探索与开发能力。所提算法充分利用了模式搜索和差分进化算法的优势,建立了有效的搜索机制,增强了算法摆脱局部最优的能力,能够满足搜索过程对种群多样性及收敛速度的需求。将所提算法与几种先进的差分进化算法相比较,对标准测试函数进行优化的实验结果显示：所提算法在解的质量和收敛性能方面,均优于其他几种相比较的先进的差分进化算法。     

基于混合变异策略的改进差分进化算法及函数优化

针对差分进化算法DE 传统变异策略不能有效平衡全局搜索和局部搜索,并且算 子固定,导致算法早收敛、搜索效率较低。基于DE 变异策略性能,提出一种混合变异策略, 力图平衡算法探索和开发能力,使得前期增强全局搜索,保持种群多样性; 后期偏重局部搜 索,尽快收敛到全局最优值。同时操作算子采用随机正态缩放因子F 和时变交叉概率因子CＲ, 进一步改善算法性能。几个典型Benchmarks 测试函数实验表明: 该改进型差分进化算法能有 效避免早收敛,较好地提高算法的全局收敛能力和搜索效率。     

一种基于进化方向的新的差分进化算法

变异策略对差分进化算法（DE）算法的成功与否起到至关重要的作用.然而,方向信息在DE变异策略的设计当中并没有被充分地挖掘,且对于如何平衡进化速度和种群多样性这两者之间的矛盾也没有得到很好的解决方案.研究了个体在进化选择操作前后产生的差量信息在变异操作上的导向作用,提出了一种新的基于进化方向的变异策略“DE/current-to-pbest/1/Gvector”.同时,为了测试我们这种新的方向信息能否提高算法的优化能力,我们在自适应差分进化算法（JADE）的基础上提出了一种新的算法DVDE.对CEC2005常用的12个测试函数做了仿真实验,实验结果证明DVDE的算法性能平均优于其他5个目前来说性能最好的DE算法（JADE,SaDE,CoDE,jDE,EPSDE）,特别是对于单峰函数,效果更为明显.实验结果也说明进化方向的加入对于提高算法的收敛速度以及保护种群的多样性避免算法过早陷入局部最优起到了较好的作用.     

基于文化算法和改进差分进化算法的混合算法

改进差分进化算法不能有效利用进化过程中的知识,传统文化算法进化后期收敛速度较慢。针对这些问题提出一种基于文化算法和改进差分进化算法的混合算法,并将这一算法应用于约束求解问题。对基准函数和丁烯烷化生产调度问题进行仿真,结果表明该混合算法具有较好的实用性和稳健性,在寻优效率和优化结果方面都优于与之比较的算法,并降低了计算量。     

求解函数优化的新型差异演化算法*

针对差异演化算法存在早熟收敛和后期求解效率低的缺点,提出一种新型差异演化算法。该算法基于单种群,在演化过程中直接对当前种群进行变异、交叉和选择操作,无须差异演化算法中的中间过渡种群。此外,新型差异演化算法的变异与交叉概率是时变的,其中变异概率随着迭代次数的增加而减小;交叉概率随着迭代次数的增加而增加。对几个典型的测试函数进行仿真实验表明,该算法能够有效避免早熟收敛,改善了差异演化算法的优化性能。     

基于多代种群进化信息改进的差分进化算法研究

差分进化算法是进化算法中一种性能较为优良的全局数值优化算法,已在人工智能、信号处理等方面取得广泛应用,但当前研究往往仅考虑进化过程中某一代种群的分布信息,而忽略进化过程中多代种群累积的分布信息,造成信息利用不充分。借助自适应协方差矩阵进化策略的思想,充分利用进化过程中累积的种群分布信息,同时,由于自适应协方差矩阵存在收敛早熟、易陷入局部最优的缺点,先后对变异和交叉操作进行相应改进,以平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力。首先,根据种群中个体适应度值进行排序,由余弦函数改进的概率模型计算个体参与变异操作的概率,基向量和差分向量中末端向量根据概率值降序选择,差分向量中起始向量升序选择,从而提高种群的搜索范围;然后,对协方差矩阵进行特征分解,并在由特征向量构建的坐标系中执行交叉操作,该种方式生成的实验向量更接近全局最优解。针对上述改进操作,采用IEEE CEC2014作为评估函数,实验结果表明,相比现有的差分进化改进算法,本改进算法的实验性能提升更为明显。     

协同智能的蝙蝠差分混合算法

为解决差分进化算法后期收敛易陷入局部最优和早熟收敛的问题,提出一种群体智能优化算法,即协同智能的蝙蝠差分混合算法。利用蝙蝠个体脉冲回声定位的特点,与差分种群相互协作,在当前最优解gbest附近进行一次详细搜索,有效增加种群的多样性,跳出局部最优。通过蝙蝠种群和差分种群两个种群的相互协作,较好平衡全局搜索和局部开发之间的能力。为验证算法有效性,选用9个常用的基准测试函数和5个0-1背包问题,与标准粒子群算法、带高斯扰动的粒子群算法、蝙蝠算法、差分算法、烟花算法相对比,仿真实验表明,所提算法总体性能优于其它5种算法。     

一种新颖的差分混合蛙跳算法

在使用智能优化算法处理函数优化问题时,保持种群的多样性及加快种群的收敛速度可以提升一个算法的性能.针对混合蛙跳算法在寻优过程中易陷入局部最优和早熟收敛的缺点,本文提出了一种新颖的差分混合蛙跳算法.该算法借鉴差分进化中的变异交叉思想,在前期利用子群中其他个体的有用信息来更新最差个体,增加局部扰动性,以提高种群的多样性;在后期为加快收敛速度使用最好个体的信息进行变异交叉操作.同时本文使用归档集进一步保留种群的多样性.仿真测试结果表明:该算法在求解优化问题时较基本蛙跳算法和平均值蛙跳算法具有更好的寻优性能.     

多目标强度Pareto 混沌差分进化算法

提出一种多目标强度Pareto混沌差分进化算法(SPCDE).首先利用Tent映射进行种群的混沌初始化,采用一种基于均匀排挤机制的截断排挤操作和混沌替换操作进行种群的环境选择操作;然后基于一种变缩放因子的差分变异策略进行变异操作,通过计算支配关系得到变异个体;最后通过支配关系的计算和环境选择操作进行进化选择操作并得到子代个体.以上操作不仅提高了算法的收敛性能,而且保证了Pareto最优解的均匀分布性.数值实验结果表明了该算法的有效性.     

基于差异进化的克隆选择算法

针对免疫算法在全局优化过程中多样性不足的问题,将差异进化引入克隆变异操作中,提出了一个新的改进的克隆选择算法——基于差异进化的克隆选择算法(DECSA),算法将差异进化和克隆超变异相结合,促进了抗体与抗体之间的信息融合,使得子代抗体继承父代抗体的信息的同时,携带着不同父代个体信息,丰富了抗体种群的多样性,实现了在同一父代抗体周围的多个方向同时进行全局和局部搜索。对13个标准测试函数的测试结果及与已有的算法的比较表明,该算法表现出较好的局部搜索和全局搜索能力。     

混合差分进化算法

为了克服差分进化算法容易出现早熟和收敛速度慢的问题,提出了一种混合差分进化算法.该算法在趋药性差分进化算法(CDE)的基础上,通过对较优个体进行变异操作,维护了种群多样性、避免早熟;通过将较差的个体与较优个体进行杂交,提高了开采能力、加快了收敛速度.基于这两种策略,算法的开采能力与探索能力达到了平衡.用该算法解决标准函数优化问题,并将仿真结果与其他算法进行比较,数值结果表明该文算法具有较快的收敛速度和很强的跳出局部最优的能力.     

求多项式方程全部实根的混合差分进化算法

针对多项式方程求实根问题,提出了一种混合差分进化算法.在该算法中,先对标准差分进化算法进行了一些改进,对计算种群个体的适应度并排序,利用二分之一规则选取个体,并引入自适应变异算子和进化策略重组算子,用改进的差分进化算法对种群进行优化,然后引入模拟退火算法和小生境技术对生成的新个体进一步优化.通过典型算例的数值仿真表明,文中提出的算法克服了标准差分进化算法易陷入局部极优等缺点,可以求任意高次多项式方程的全部实根,而且求解效率高,是一种求解多项式方程全部实根的有效算法.