一种用于函数优化的量子克隆算法

为了解决传统量子进化算法用于复杂函数优化易陷入早熟和收敛速度慢等问题,将克隆算子引入到量子进化算法中,提出了一种新型的进化算法一量子克隆算法.该算法既借鉴了量子进化算法的高效并行性又利用克隆算子增加种群的多样性.提高了算法在解决函数优化问题的全局寻优能力.仿真结果表明,该算法优于传统的量子进化算法,较好地解决了复杂函数的优化问题.     

基于多样化进化策略的基因表达式编程算法

针对传统GEP（Gene Expression Programming）算法的未成熟收敛以及陷入局部最优问题,提出一种基于多样化进化策略的基因表达式编程算法（DS-GEP：Gene Expression Programming based on diversified develop-ment strategy）。该算法通过基因空间均匀分布策略,自适应地交叉和变异算子以及淘汰算子等方法,对种群给予不同的进化策略,以保持种群的多样性,从而增强算法的寻优能力。通过对函数挖掘的实验证明,多样化进化策略各个部分均对改善挖掘效率发挥了作用,提高了DS-GEP函数挖掘算法的成功率。与传统GEP算法相比较,该算法的平均成功进化代数缩短了11%,成功进化时间缩短了8%,进化成功率提高了20%。     

基于反馈策略的自适应粒子群优化算法

为了克服常规粒子群优化（SPSO）算法在多峰函数寻优应用中容易出现早熟的缺点，提出了一种基于反馈策略的自适应粒子群优化（APSO）算法.考虑到进化过程中群体多样性损失过快，采用种群分布熵和平均粒距两个种群多样性参数，来均衡算法的勘探和开发能力.基于惯性权值随种群多样性变化而变化的动态分析，建立了惯性权值与平均粒距之间的线性函数关系，并将该函数关系融入到APSO算法中.测试结果表明，与常规粒子群优化算法相比，该算法在多峰函数寻优时，成功率和精确度都有显著提高，且全局收敛速度快；在求解异或（XOR）分类问题时成功概率提高，收敛速度加快，APSO算法对神经网络的训练更加有效.     

混沌-克隆进化算法

将混沌优化机制和免疫克隆进化算法有机结合, 用混沌浮点数编码代替克隆选择算法的二进制编 码, 利用混沌随机序列产生初始种群, 保证初始种群的多样性。对高亲和度抗体采用混沌扰动策略, 对抗体根据其 亲和度大小加以不同的混沌扰动;混沌扰动系数随进化代数而变化, 进化前期加速搜索, 进化后期加速收敛。对低 亲和度抗体采用混沌再生策略, 保持种群多样性。对5 个复杂函数的优化试验结果表明, 该算法优于混沌优化算法 和克隆选择算法。     

基于动态权值的粒子群算法的多样性分析

种群的多样性是保证粒子群优化算法收敛的前提条件,基于此提出了一个概念清晰、运算量小的多样性定义,并从粒子在寻优过程中粒子聚合程度和速度进化程度出发分析粒子群的多样性。在此基础上,提出了一种基于动态权值的改进算法,算法能自适应的调整惯性因子以保持种群多样性,有效地避免了早熟收敛。仿真实验表明该算法不仅能加快种群的进化速度,而且还能增强算法的全局收敛性,收敛概率也从15％增加到100％。     

改进的基于平滑函数的全局优化进化算法

为了解决进化算法在求解全局优化时易陷入局部极小点的问题,引入了平滑函数,利用目前最好点来消除比其差的局部极小点;设计了适合该平滑函数的杂交算子,利用平滑函数与种群的关系寻找实值函数的下降方向。设计了一个变异算子,增加了种群的多样性。在此基础上,设计了一个求解全局优化问题的高效进化算法,并从理论上证明了其全局收敛性,从数值上验证了其有效性。     

基于竞争协同进化的改进遗传算法

针对标准遗传算法中的早熟收敛现象,提出一种基于竞争协同进化的改进遗传算法.该算法根据个体与对手竞争的表现来衡量个体的生存能力,生存能力由个体所击败对手的数量和优秀程度决定,个体在击败更多更优对手的努力中逐步进化.函数优化实验结果表明,该算法收敛速度快,且能有效保留种群多样性,与标准遗传算法及其他多种群遗传算法相比,能有效减轻早熟收敛现象.     

基因表达式编程种群多样性自适应调控算法

为了解决基因表达式编程GEP种群多样性控制问题,提出了一种新的带权种群多样性的自适应调控方法。设计了带权的种群多样性测度方法,详细分析了选择、交叉及变异算子对种群多样性的影响。提出了初始种群的多样化算法DAIP,以保证初始种群多样性的最大化。设计了自适应的交叉和变异算子,提出了种群多样性自适应调控算法APDTA,使种群在进化过程中维持合适的种群多样性,进而提高进化效率。实验验证了APDTA的有效性。     

协同量子智能体进化算法及其性能分析

针对当前量子进化算法的特点和不足,提出了一种分层协同进化的量子智能体进化算法.将种群个体视为以量子编码的智能体,采取三级进化方法,在子种群之间进行个体交流,子种群内部进行个体竞争操作,个体内部能够进行局部调整,使得进化操作能够作用在不同的小生境范围内,增强了进化的粒度.利用不动点定理对所提算法的收敛性进行分析,结果显示,算法能够收敛到最优值.对多个基准函数进行仿真对比分析,该算法具有更好的收敛精度.     

种群多样性的GEP算法在预测中的研究和应用

针对传统的基因表达式编程(Gene Expression Programming,GEP)算法在函数发掘时容易陷入过早收敛和局部最优问题,提出了一种基于种群多样性的GEP(GEP based on population diversity,PD-GEP)算法。该算法提出了简单云改进GEP策略,利用简单云改进了常数创建方法,并设计了云变异算子和云交叉算子动态调整其变异和交叉概率,以保证种群的多样性。同时提出了种群的有效交叉策略,引入新个体更新种群,避免早熟收敛,提高进化效率。最后将其应用于工程实例中,并将其结果与传统GEP算法结果进行比较。研究结果表明:该算法提高了预测精度和收敛速率,具有更好的收敛性。     

一种自适应递阶遗传算法

针对简单递阶遗传算法的不足 ,首先提出了个体浓度的概念 ,以衡量种群的多样性 .结合个体浓度和进化代数 ,提出一种自适应递阶遗传算法 ,该算法不但可以提高种群的多样性 ,而且可以保证收敛性和快速性 .应用实例表明了本算法的有效性 .     

基于模拟退火的粒子群算法求解约束优化问题

针对复杂约束优化问题,提出一种基于模拟退火(SA)的粒子群(PSO)算法(SAPSO)。该算法使粒子的飞行无记忆性,结合模拟退火算法重新生成停止进化粒子的位置,增强了全局搜索能力。同时采用双群体搜索机制,一个群体保存具有可行解的粒子,用SAPSO算法使粒子逐步搜索到最优可行解;另一个群体保存具有不可行解的粒子,并且可行解群体以一定的概率接受具有不可行解的粒子,有效地维持了群体的多样性。仿真结果表明:该算法能够快速准确地找到位于约束边界上(或附近)的最优解,具有较好的稳定性。     

改进的基因表达式编程算法在演化建模中的应用

为了克服传统基因表达式编程易早熟收敛、种群多样性难以保持、演化效率不高、拟合度不高等缺陷。给出了基于表现型的种群多样性测度,并提出了基于排挤小生境的改进基因表达式编程算法．该算法将小生境半径内的早熟个体通过罚函数排挤出去．使其它优良个体得以更大概率进化,并使各个个体之间保持一定的距离．分别对一元函数和多元复杂函数进行演化建模实验．结果表明,改进的算法能在演化过程中能保持丰富的群体多样性,能够有效避免过早收敛．具有更高的成功率、更高的收敛速度和拟合精度．     

高温混合障碍空间中的移动机器人路径规划

为了解决高温场景中移动机器人全局路径规划所面临的安全与效率问题,提出高温热源虚拟障碍的定义,建立混合障碍空间模型,将高温场景中的路径规划问题转化为高温混合障碍空间中考虑路径温度代价和长度代价的多目标优化问题. 改进NSGA-Ⅱ算法,通过选取优秀非可行解扩展种群,提高了种群多样性和进化效率,提出新的交叉和变异概率计算方法. 根据种群进化进程和个体代价函数值调整概率,实现了种群前期搜索能力和后期收敛性的平衡. 仿真所得的最优路径结果表明,该改进算法的路径长度代价虽然比原算法和其他改进算法略有增加,但温度代价大幅降低,更有效地避免了陷入局部最优.     

Diversity controlled multiobjective particle swarm optimization

For solving the premature in traditional multiobjective particle swarm optimization,a multi-objective particle swarm optimization based on diversity control is proposed.The proposed algorithm utilizes a diversity metric,which is based on weight vectors,to evaluate the population diversity in each generation and control the evolution process of the algorithm adaptively.To maintain population diversity,an adaptive mutation strategy based on Steffensen’s method is adopted to update the repository population.With the purpose of balancing the population diversity and convergence,the global best positions of particles areselected adaptively.This algorithm is compared with several widely used multiobjective evolutionary algorithms on a set of benchmark test problems in the experimental part.Statistical results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于小生境遗传算法的离散变量结构优化设计

小生境技术的引入,提高了遗传算法处理多峰函数优化问题的能力。提出了基于隔离机制的自适应小生境技术,隔离小生境技术具有生物学基础,不仅能够有效地保证群体中解的多样性,而且具有很强的引导进化能力,针对简单遗传算法中的交叉与变异概率等不能动态地适应整个寻优过程,提出采用根据适应度调整交叉、变异概率并与小生境技术相结合的改进遗传算法。算例表明,该遗传算法对桁架结构的布局进行优化设计比较容易实现,简单、有效,可以产生很好的效益。     

一种新的混合差分粒子群优化算法及其应用

基于差分进化算法在收敛快速性及粒子群算法在种群多样性保持上的优势,提出一种新的混合启发式优化算法,其基本思路是将粒子群种群作为辅助变异算子,与差分进化算法种群进行交叉操作,产生的新子代继承了父代和母代的优势特性,从而避免了单一算法的早熟收敛和收敛速度过慢的问题。通过与已有的改进算法仿真对比,该算法能够有效的跳出局部极值防止算法早熟且收敛速度很快。最后,借鉴已有文献方法对混合算法在B2C路径优化问题中的工程应用进行了实验研究。