反向学习全局和声搜索算法

提出一种反向学习全局和声搜索(OLGHS)算法.基于反向学习技术初始化和声记忆库,提高初始和声向量的质量;通过当前最差和声向当前最优和声学习进化,提高算法的全局搜索性能;通过其他和声向量之间不断回溯交互的随机学习策略,提高算法局部搜索性能;用由两种不同学习策略随机交叉动态产生的新和声与反向和声二者较优的个体更新和声记忆库,提高算法的搜索性能.将OLGHS算法与其他启发式优化算法以及目前文献中较优的改进HS算法进行性能测试,测试结果表明OLGHS算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度.     

一种自适应全局和声搜索算法

针对新颖全局和声搜索(NGHS) 算法过早收敛的问题, 提出自适应全局和声搜索(AGHS) 算法. 引入差分向量范数定义和声记忆库多样性, 给出新的位置更新策略, 排除变异操作. 以和声记忆库多样性信息为指导动态产生新和声, 提高算法对解空间信息开发的能力, 避免算法因过早收敛、易陷入局部最优的不足. AGHS算法操作更简单,需要设置的参数更少, 将其与目前文献中较优的几种改进HS 算法、PSO 算法和GA算法进行性能测试, 测试结果表明AGHS算法具有较高的寻优精度和较快的收敛速度.

     

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。     

动态子和声算法求解无等待批量流水线问题

针对无等待批量流水线调度问题,根据和声算法的机理,提出了一种改进的和声算法对其进行求解。利用NEH和混沌序列相结合的方法产生初始解,并实现了和声向量与工序之间的转换;充分利用最优解,设计新的更新算子,为了避免陷入局部最优,引入了变异策略;结合蛙跳算法分组的特点,将和声库随机动态的分成了几个子和声;为平衡算法的全局开发和局部搜索的能力,对子和声中的最优解执行了局部搜索。通过仿真实验与其他几种算法进行比较,证明了算法的有效性。     

全局竞争和声搜索算法

提出一种全局竞争和声搜索(GCHS) 算法, 给出随机局部平均和声和全局平均和声的概念, 建立竞争搜索机制, 实现每次迭代产生两个和声向量并进行竞争选择. 设计自适应全局调整和局部学习策略, 平衡算法的局部搜索和全局搜索, 详细分析参数HMS、HMCR和PAR对算法优化性能的影响. 数值结果表明, GCHS 算法在精度、收敛速度和鲁棒性方面比和声搜索算法及最近文献中提出的7 种优秀改进和声搜索算法要好.

     

基于圆形信赖域的改进和声搜索算法

针对标准和声搜索(HS)算法易陷入局部最优、收敛精度不高的不足,提出了一种基于圆形信赖域(CTR)的新型和声搜索算法--CTRHS。该算法运用逐双音调一次性产生方式,在记忆思考环节交互式地采取面向圆形信赖域的集约化思考操作,在双音调微调环节利用当前和声记忆库中的最好或最差和声来确定微调带宽,并且以新生成和声直接替换当前和声记忆库中最差和声来实现和声记忆库的更新。通过在9种标准测试函数上对CTRHS算法进行实验验证和算法性能对比,结果表明CTRHS算法在解质量、收敛性能上优于文献中已报道的7种HS改进算法,且当和声记忆库规模(HMS)、和声记忆库思考率(HMCR)分别取5和0.99时,它能表现出更佳的全局优化性能。     

全局调距和声特征选择算法

特征选择技术能有效解决维数灾难问题，许多搜索策略已经被应用到特征选择问题中。针对和声特征选择算法搜索能力低下的问题，提出了一种基于全局自适应调距的和声特征选择算法（HSFS-GPA）。将特征集的距离定义引入到特征选择问题中，在算法搜索过程中结合全局信息对随机产生的新和声进行调整，以一定概率减小候选和声与当前最优和声的距离来加快算法搜索速度，或减少候选和声与最差和声的距离以避免陷入局部最优；同时，采用竞争选择方案随时更新和声库全局信息，改进和声库的更新机制提高算法搜索质量。将HSFS-GPA与原始和声特征选择算法、粒子群算法和遗传算法进行对比实验，HSFS-GPA所选特征子集的大小比原始和声算法减少15%，子集评价值平均提高到0.98。实验结果表明，HSFS-GPA能在相同的条件下搜索到更优质的特征子集。     

利用改进的和声搜索算法求解Van Genuchten方程参数

Van Genuchten方程是最常用的土壤水分特征曲线方程,运用该方程的关键是4个参数的取值精度。为了精确地求解这些参数,引入和声搜索(HS)算法进行求解,提出一种基于全局信息的和声搜索优化计算方法——IGHS。IGHS算法具有如下特点：利用当前和声记忆库中的全局最优解产生新解,改变了和声搜索算法新解的产生方式;通过对和声记忆库中当前最优解的扰动避免算法早熟,增强算法的全局搜索能力;IGHS算法结构简单,容易实现。实验结果表明IGHS算法求解Van Genuchten方程参数的精度与随机微粒群结果相似,但其收敛速快、计算量小,因此可以作为计算Van Genuchten方程参数的新方法。     

基于改进全局和声搜索算法LSSVM的短期电力负荷预测

针对全局和声搜索算法（GHS）存在的缺陷,提出改进全局和声搜索算法（IGHS）。该算法通过扩大最优和声搜索区域,并在搜索过程中引入受和声库影响的微调变量,从而增强了算法跳出局部极小值束缚的能力。将该改进算法应用于电力负荷预测中,提出基于改进全局和声搜索算法最小二乘支持向量机（IGHS-LSSVM）的负荷预测方法。利用某电力公司的历史数据进行仿真,结果表明方法具有较高的预测精度。     

一种基于和声搜索的动态交叉粒子群算法

针对粒子群优化算法(PSO)在优化多维问题时容易陷入局部最优的问题,提高其全局搜索能力和拓展能力,提出了一种基于和声搜索的动态交叉粒子群算法.引入动态交叉操作,使得粒子在更新速度时实现共享有效信息,保证粒子进化过程中的种群多样性,提高全局搜索能力.结合和声搜索(HS)的随机搜索能力提出了HS-DCPSO,利用和声搜索的自适应调整参数音符调节概率PAR和间隔调整带宽bw来提高粒子群的拓展能力.通过多个基准函数对所提出的HS-DCPSO算法进行仿真测试,并与HS、PSO及多种改进的粒子群算法对比,验证所提出的HS-DCPSO算法具有较强的全局搜索能力和局部拓展能力,并且算法时间复杂度相比传统PSO增加不明显.     

加强学习与联想记忆的粒子群优化算法

为了克服粒子群优化算法多维搜索时方向性差、目的性弱以及易早熟收敛等缺点,提出了一种改进的粒子群优化算法。改进的算法分别对认知部分及社会部分的最优信息、最差信息赋予不同的学习因子,使算法具有更强的学习能力。每个粒子联想记忆其历史最优、最差信息,然后按照追逐最优躲避最差的原则寻找最优位置。联想记忆克服了多维搜索中方向性差、目的性弱的缺点;追优避差保持了种群的多样性,有利于提高算法的收敛速度、克服早熟收敛。通过基准函数的仿真测实验证了算法的有效性。     

融合吸引排斥和双向学习的改进粒子群算法

针对粒子群算法在计算时存在收敛速度慢、易陷入局部收敛等缺陷,提出了一种融合吸引排斥和双向学习的改进粒子群算法来提高算法的寻优能力。双向学习策略扩大了粒子的搜索范围、丰富了种群多样性;在吸引-排斥策略中,粒子能够分别被全局最优粒子和全局最差粒子所引导进而朝着更优的方向进化,提高了算法的局部寻优性能和收敛能力。同时,在双向学习策略中,为了克服单一性的学习因子和惯性权重在优化复杂函数时无法很好地调节寻优进程的问题,提出了双重自适应策略,更好地平衡群体中粒子的搜索行为。最后利用标准测试函数对该算法进行仿真验证,并与其他两种改进的算法对比。实验结果表明,在相同的实验条件下,改进后的粒子群算法在寻优能力和收敛速度方面具有明显优势。     

引导小生境回溯优化算法

回溯搜索优化算法（BSA）是近年提出的一种新型优化算法,针对其收敛速度较慢、易陷于局部最优的缺点,提出了一种基于最优个体引导和小生境技术相结合的改进BSA算法。本方法首先在BSA的变异操作中引入向最优个体学习的策略,以提高算法的收敛速度;其次,设计一种新的小生境排挤技术,根据每个个体到其他个体距离的平均最小值确定小生境半径,排除部分相似性较高的个体;结合群体当前的最差信息,设计一种新的变异方法产生一定数量的新个体补充到新的种群中,维持群体数量的恒定并增强群体多样性。改进的BSA算法充分考虑了算法的收敛速度和群体的多样性,较大地提高了传统BSA算法的性能。对10个典型函数进行仿真测试,并与其他算法结果进行对比,实验结果表明,改进算法在收敛速度与精度方面具有较好的效果。     

一种改进的鲸鱼优化算法

针对鲸鱼优化算法（whale optimization algorithm ,WOA）容易陷入局部最优和收敛精度低的问题进行了研究,提出一种改进的鲸鱼优化算法（IWOA）。该算法通过准反向学习方法来初始化种群,提高种群的多样性;然后将线性收敛因子修改为非线性收敛因子,有利于平衡全局搜索和局部开发能力;另外,通过增加自适应权重改进鲸鱼优化算法的局部搜索能力,提高收敛精度;最后,通过随机差分变异策略及时调整鲸鱼优化算法,避免陷入局部最优。实验选取九个基准函数,所有算法均迭代30次,结果表明：改进的鲸鱼优化与原鲸鱼优化算法以及五种改进的鲸鱼优化算法相比,其均值和标准差均优于其他算法,收敛曲线也优于其他大多数算法。说明改进的鲸鱼优化算法收敛精度和算法稳定性最佳,收敛速度较其他大多数改进的鲸鱼优化算法明显加快。     

A novel optimal PID controller autotuning design based on the SLP algorithm

A novel optimal proportional integral derivative (PID) autotuning controller design based on a new algorithm approach, the “swarm learning process” (SLP) algorithm, is proposed. It improves the convergence and performance of the autotuning PID parameter by applying the swarm and learning algorithm concepts. Its convergence is verified by two methods, global convergence and characteristic convergence. In the case of global convergence, the convergence rule of a random search algorithm is employed to judge, and Markov chain modelling is used to analyse. The superiority of the proposed method, in terms of characteristic convergence and performance, is verified through the simulation based on the automatic voltage regulator and direct current motor control system. Verification is performed by comparing the results of the proposed model with those of other algorithms, that is, the ant colony optimization with a new constrained Nelder–Mead algorithm, the genetic algorithm (GA), the particle swarm optimization (PSO) algorithm, and a neural network (NN). According to the global convergence analysis, the proposed method satisfies the convergence rule of the random search algorithm. With respect to the characteristic convergence and performance, the proposed method provides a better response than the GA, the PSO, and the NN for both control systems.     

基于蚁群算法的QoS最佳路由选择问题的研究

针对当前通信网络中存在的服务质量问题提出了满足QoS约束的最佳路由选择算法——蚁群算法，该算法是一种新型的进化算法。与其它进化算法一样存在搜索时间过长和易于陷入局部最优解等缺陷。提出了一种通过动态地调整信息素的挥发度和采用最优、最差路径信息索全局更新策略来克服上述缺陷。改进型算法能较快地收敛到全局最优解。仿真结果表明上述方法是可行和有效的。     

基于微粒群与混合蛙跳融合的群体智能算法

针对微粒群算法和混合蛙跳算法存在的早熟收敛问题,提出一种基于微粒群与混合蛙跳算法融合的群体智能算法。新算法将整个群体分成数目相等的蛙群和微粒群群体。在两群体独立进化过程中,设计了一种两群之间的信息替换策略：比较蛙群与微粒群的最佳适应值,如果蛙群进化较好,利用蛙群各子群中最差个体替换微粒群一部分较好个体;否则,用微粒群中较好的一部分个体替换蛙群各子群的最好个体。同时,设计了一种两群之间的相互协作方式。为避免微粒群因早熟收敛而影响信息替换策略效果,适时对其所有个体最好位置进行随机扰动。仿真实验表明,新算法可以有效提高全局搜索能力及收敛速度,对于高维复杂函数问题,算法具有很好的稳定性。