求解函数优化问题的改进人工蜂群算法

标准人工蜂群算法由于局部搜索能力差,收敛精度低,容易陷入早熟收敛等缺陷,从而求解最小值函数优化问题的能力受到限制。为了解决标准人工蜂群算法的以上问题,提出了一种改进的人工蜂群算法。该算法将混沌算子引入雇佣蜂和跟随蜂基于当前最优解的局部搜索策略中,并赋予跟随蜂细菌的趋药性,从而
　　提高了人工蜂群算法的局部搜索能力。在6个测试函数上的仿真结果表明,该算法能有效地避免陷入局部最优,并使收敛精度得到显著提高。     

嵌入粒子群优化算法的混合人工蜂群算法

为了克服人工蜂群算法存在的早熟收敛、后期收敛速度变慢等缺点,提出了一种基于粒子群优化算法的混合人工蜂群算法(PABC).对陷入局部极值的雇佣蜂,采用粒子群优化算法对其重新进行初始化.粒子群优化算法具有很强的全局搜索性能,能使陷入局部极值的雇佣蜂尽快摆脱局部约束.测试函数的计算结果表明,改进的人工蜂群算法大大提高了蜂群算法的寻优能力,在收敛速度和精度方面均优于基本蜂群算法.     

基于改进局部搜索策略的人工蜂群算法

针对人工蜂群算法在函数优化问题求解过程中容易陷入局部最优,收敛速度慢的缺点,提出了一种基于改进局部搜索策略的人工蜂群算法。该算法中跟随蜂采用基于当前最优解的混沌局部搜索策略,侦查蜂采用基于当前最优解的自适应侦查策略,并使其局部搜索范围随着迭代次数的增加逐渐减小,从而提高了人工蜂群算法的局部搜索能力,有效地避免了其陷入局部最优。6个测试函数的仿真实验结果表明,与传统的人工蜂群算法相比,改进后算法的求解精度和收敛速度明显提升。     

具有混沌搜索策略的蜂群优化算法

提出一种改进人工蜂群局部搜索能力的优化算法,对陷入局部最优值的雇佣蜂,使用禁忌表存储其局部极值,并引入混沌序列重新初始化,在迭代中产生局部极值的邻域点,帮助其逃离束缚并快速搜寻到最优解.改进算法有效地结合标准蜂群算法的全局优化能力、禁忌表的记忆能力和混沌局部搜索能力,对经典函数的测试计算表明,改进算法提高r蜂群寻优能力,在收敛速度和精度上均优于标准蜂群算法,适合工程应用中的复杂函数优化问题.     

基于细菌趋药性和当前最优解策略的人工蜂群算法

为了克服人工蜂群算法在求解函数优化问题中所存在的收敛精度低、收敛速度慢的缺点,提出一种基于细菌趋药性和当前最优解策略的人工蜂群算法。该算法将细菌觅食优化算法中的趋向性操作引入到雇佣蜂的局部搜索策略中,然后跟随蜂在当前最优解的基础上继续进行寻优,从而提高了人工蜂群算法的局部搜索能力。8个标准测试函数的仿真实验结果表明,与基本人工蜂群算法相比,改进后的人工蜂群算法在寻优精度和收敛速度上均有明显提高。     

增强寻优能力的自适应人工蜂群算法*

针对人工蜂群算法在求解函数优化问题中存在收敛精度不高、收敛速度较慢的问题,提出了一种改进的增强寻优能力的自适应人工蜂群算法。该算法利用逻辑自映射函数产生混沌序列对雇佣蜂搜索行为进行混沌优化,并引入萤火虫算法中的自适应步长策略动态调整观察蜂的搜索行为,从而提升了算法的局部搜索能力。基于标准测试函数的仿真结果表明,改进后的人工蜂群算法在寻优精度和收敛速度上均有明显提高。     

基于向量整体扰动的快速收敛人工蜂群算法

针对标准人工蜂群算法收敛速度慢和易陷入早熟收敛等问题,提出一种快速收敛人工蜂群算法。首先借助反向学习理论初始化种群来提高初始解的分布质量,并在雇佣蜂和跟随蜂阶段引入向量整体扰动搜索方程加快局部搜索;然后为了跳出局部最优,采用一种随机更新搜索策略来增加蜂群多样性以平衡全局探索和局部利用能力;最后通过八个标准测试函数的仿真实验,发现所提出的算法与几个改进的人工蜂群算法相比,具有更快的收敛速度且获得了更高的求解精度,验证了算法的优越性。     

量子粒子群优化的人工蜂群算法

针对传统的人工蜂群算法在求解函数优化问题中具有收敛速度慢、局部搜索能力低的缺点,将量子粒子群优化算法中粒子位移的更新方法引入到跟随蜂的局部搜索策略中,使人工蜂群具有更高的局部搜索能力.6个标准测试函数的仿真实验结果表明:与传统的人工蜂群算法相比,改进后的人工蜂群算法在收敛速度和寻优精度上大幅提高.     

基于精英蜂群搜索策略的人工蜂群算法

针对人工蜂群(ABC)算法存在收敛速度慢、求解精度不高、容易陷入局部最优等问题,利用蜂群觅食过程中先由侦察蜂进行四处侦察食物,并利用蜂群搜索构建精英群体指导蜂群觅食寻优。据此,提出了一种模拟侦察蜂侦察觅食行为的基于精英蜂群搜索策略的连续优化算法。算法利用构建精英蜂群策略、改进侦察蜂搜索机制以及基于目标函数值选择寻优三个主要策略加强算法的搜索机制。数值实验表明,所提算法不仅寻优精度和寻优率非常高,且收敛速度快,并能适于高维空间的优化问题。     

异维学习人工蜂群算法*

针对人工蜂群算法局部搜索能力弱及易陷入局部最优的缺点,提出了一种改进的人工蜂群算法。首先,雇佣蜂使用全局最优引导的搜索策略,且引导程度随个体试验次数()自适应减小,以此平衡算法的全局和局部搜索能力。其次,观察蜂采用变异的异维学习策略,使算法的搜索具有跳跃性,以提高跳出局部最优的概率。对8个经典基准测试函数和CEC2013中8个复合基准函数的测试结果表明,与多种最近提出的类似算法相比,新算法在收敛速度和解的精度均具有显著优势。     

求解大规模优化问题的改进麻雀搜索算法

针对麻雀搜索算法在求解大规模优化问题时存在收敛速度慢、寻优精度低和易陷入局部极值的缺点,提出一种基于精英反向学习策略的萤火虫麻雀搜索算法(ELFASSA).首先,通过反向学习策略初始化种群,为全局寻优奠定基础;其次,利用萤火虫扰动策略提高算法跳出局部最优的能力并加速收敛;最后,在麻雀位置更新后引入精英反向学习策略以获取精英解及动态边界,使精英反向解可以定位在狭窄的搜索空间中,有利于算法收敛.通过选取10个高维标准测试函数进行仿真实验,将其与麻雀搜索算法(SSA)及4种先进的改进算法进行性能对比,并与3种单一策略改进的麻雀搜索算法进行改进策略的有效性分析,仿真结果表明, ELFASSA算法在收敛速度和求解精度两方面明显优于其他对比算法.     

带极值抖动的变尺度粒子群优化算法

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题,提出一种带极值抖动的变尺度粒子群优化算法,该算法在粒子进化过程中动态调整学习因子,改善粒子的搜索性能,利用极值抖动方法帮助粒子逃离局部最优解,采用变尺度方法逐步缩小算法的优化范围,提高算法搜索密度。实验表明,该算法对9个具有代表性的基准测试函数,其优化效率及优化精度均优于以往提出的典型粒子群优化改进算法。     

一种求解高维复杂优化问题的动态自适应和声搜索算法

为了更好地提高求解高维复杂优化问题的能力,提出一种动态自适应和声搜索(DSHS)算法。该算法采用正交试验来设计算法的初始化和声记忆库;利用多维动态自适应调整算子和单维和声微调算子相结合的策略进行和声创作;改进和声音调调解步长,从而增强算法的扰动能力,避免其陷入局部搜索。通过6个标准Benchmark函数测试表明,该算法在全局搜索能力、收敛速度和稳定性方面都有明显提高。     

Improved salp swarm algorithm based on weight factor and adaptive mutation

Salp Swarm Algorithm (SSA) is a novel swarm intelligent algorithm with good performance. However, like other swarm-based algorithms, it has insufficiencies of low convergence precision and slow convergence speed when dealing with high-dimensional complex optimisation problems. In response to this concerning issue, in this paper, we propose an improved SSA named as WASSA. First of all, dynamic weight factor is added to the update formula of population position, aiming to balance global exploration and local exploitation. In addition, in order to avoid premature convergence and evolution stagnation, an adaptive mutation strategy is introduced during the evolution process. Disturbance to the global extremum promotes the population to jump out of local extremum and continue to search for an optimal solution. The experiments conducted on a set of 28 benchmark functions show that the improved algorithm presented in this paper displays obvious superiority in convergence performance, robustness as well as the ability to escape local optimum when compared with SSA.     

基于二次搜索的改进粒子群算法

针对标准粒子群优化（PSO）算法在求解复杂优化问题中出现的早熟收敛问题,提出一种结合梯度下降法的二次搜索粒子群算法。首先,当全局极值超过预设的最大不变迭代次数时,判断全局极值点处于极值陷阱中;然后,采用梯度下降法进行二次搜索,并以最优极值点为中心、某一具体半径设定禁忌区域,防止粒子重复搜索该区域;最后,依据种群多样性准则生成新粒子,替代被淘汰的粒子。将二次搜索粒子群算法及其他四种典型的改进粒子群算法分别应用于四种典型测试函数的优化,仿真结果表明,二次搜索粒子群算法收敛精度最高提升了10个数量级,并且收敛速度较快更容易寻找全局最优解。     

一种求解函数优化问题的改进鲸鱼优化算法

为提高鲸鱼优化算法求解复杂函数优化问题的性能,提出一种基于自适应参数及小生境技术的改进鲸鱼优化算法。首先,引入自适应概率阈值协调算法的全局探索及局部开发能力;其次,利用自适应位置权重对鲸鱼位置更新公式进行调整,提高算法的收敛速度及寻优精度;最后,采用预选择小生境技术,避免算法出现早熟收敛的现象。通过对12个典型基准测试函数的仿真表明,改进算法的寻优精度和收敛速度较对比算法均有明显提升,证明了提出的改进策略能有效提高鲸鱼优化算法求解复杂函数优化问题的性能。     

基于DE 和SA 的Memetic 高维全局优化算法

针对高维复杂多模态优化问题,传统的进化算法存在收敛速度慢,求解精度低等缺点,提出一种面向高维优化问题的Memetic全局优化算法。算法通过全局搜索和局部搜索结合的混合搜索策略,采用多模式并行差分进化算法进行全局搜索,基于高斯分布估计的模拟退火算法进行局部搜索。改进后的Memetic算法不仅继承了差分进化算法能发现全局最优解的优点,而且能大幅度提高搜索效率。最后,通过对4个高维多峰值Benchmark函数进行仿真实验,实验结果表明本文算法有效提高了算法的收敛速度和求解精度。     

A new improved whale optimization algorithm with joint search mechanisms for high-dimensional global optimization problems

Similar to other swarm-based algorithms, the recently developed whale optimization algorithm (WOA) has the problems of low accuracy and slow convergence. It is also easy to fall into local optimum. Moreover, WOA and its variants cannot perform well enough in solving high-dimensional optimization problems. This paper puts forward a new improved WOA with joint search mechanisms called JSWOA for solving the above disadvantages. First, the improved algorithm uses tent chaotic map to maintain the diversity of the initial population for global search. Second, a new adaptive inertia weight is given to improve the convergence accuracy and speed, together with jump out from local optimum. Finally, to enhance the quality and diversity of the whale population, as well as increase the probability of obtaining global optimal solution, opposition-based learning mechanism is used to update the individuals of the whale population continuously during each iteration process. The performance of the proposed JSWOA is tested by twenty-three benchmark functions of various types and dimensions. Then, the results are compared with the basic WOA, several variants of WOA and other swarm-based intelligent algorithms. The experimental results show that the proposed JSWOA algorithm with multi-mechanisms is superior to WOA and the other state-of-the-art algorithms in the competition, exhibiting remarkable advantages in the solution accuracy and convergence speed. It is also suitable for dealing with high-dimensional global optimization problems.

     

多种群并行协作的粒子群算法

针对高维复杂优化问题在求解时容易产生维数灾难导致算法极易陷入局部最优的问题,提出一种能够综合考虑高维复杂优化问题的特性,动态调整进化策略的多种群并行协作的粒子群算法。该算法在分析高维复杂问题求解过程中的粒子特点的基础上,建立融合环形拓扑、全连接形拓扑和冯诺依曼拓扑结构的粒子群算法的多种群并行协作的网络模型。该模型结合3种拓扑结构的粒子群算法在解决高维复杂优化问题时的优点,设计一种基于多群落粒子广播-反馈的动态进化策略及其进化算法,实现高维复杂优化环境中拓扑的动态适应,使算法在求解高维单峰函数和多峰函数时均具有较强的搜索能力。仿真结果表明,该算法在求解高维复杂优化问题的寻优精度和收敛速度方面均有良好的性能。     

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。