混合变异策略的差分进化算法
差分进化算法中有许多变异策略(综合为X/Y/Z),使用单一的变异策略往往对算法参数依赖性较强,这些变异策略中有的探索(全局搜索)能力较强,有的开采(局部搜索)能力较强,因此可以使用混合策略对其进行改进,前期可以较多的使用探索能力强的变异策略,而后期较大概率应用开采能力强的策略,这样便可以综合利用相应变异策略的作用,提高算法的效率,除了采用随机选择变异策略的方式外,还可以对各种变异策略对优化问题的贡献进行统计后,依据各策略的贡献不同达到自适应协调各变异策略。
差分进化算法中有许多变异策略(综合为X/Y/Z),使用单一的变异策略往往对算法参数依赖性较强,这些变异策略中有的探索(全局搜索)能力较强,有的开采(局部搜索)能力较强,因此可以使用混合策略对其进行改进,前期可以较多的使用探索能力强的变异策略,而后期较大概率应用开采能力强的策略,这样便可以综合利用相应变异策略的作用,提高算法的效率,除了采用随机选择变异策略的方式外,还可以对各种变异策略对优化问题的贡献进行统计后,依据各策略的贡献不同达到自适应协调各变异策略。
混合蛙跳算法中对个体进行更新时是所有维度都同时进行变异,这在某些问题中如更高变量维数,这样的变异造成的变化过大,虽然能够扩大解空间的搜索范围,但是却容易跳过全局最优解,减缓算法收敛速度。
因此提出引入交叉概率,这样并不是每个维度都进行变异,而是只随机变异其中的一些维,减小更新幅度,即减少了个体更新前后的空间位置差距,利于迭代过程中最优解的快速收敛。
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群搜索优化算法(Group Search Optimizer,GSO)源于群居动物如鸟、鱼、狮子等的觅食行为。这些动物的觅食策略主要有:(1)发现,即发现食物;(2)加入,即加入(追随)发现者分享食物。为避免陷入局部极小,GSO还采用了游荡策略。据此群成员被分为3类:发现者、加入者和游荡者。
每轮迭代中,当前位置最佳的个体为此轮的发现者,发现者保持其位置不变,其他个体随机地被选择为加入者或游荡者,加入者即朝发现者的位置前进一段距离,而游荡者朝任意方向游动一段距离。在整个迭代过程中,发现者保持了当前最佳位置,加入者一直向发现者靠近,而游荡者则随机地在觅食区域游弋。迭代中,每个个体都可以在3种角色中切换。GSO算法与SGA、EP、ES、CPSO相比,在保持单模态函数优化性能的同时,对于多模态函数优化问题有明显优势。
综合学习粒子群优化算法(Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization Algorithm,CLPSO)是对粒子群算法的一种改进,主要针对多峰优化函数的求解。CLPSO算法一项最主要的创新点就是新型的速度更新方式:
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差分进化算法是一种解决复杂优化问题的有效算法,但算法对使用的参数(包括缩放因子F[0,2]及交叉因子CR[0,1])相当敏感,不适当的算法参数的选择很大程度地影响着算法的性能。因此本文介绍几种算法参数的随机选取策略,不但可以减少对算法参数的敏感,而且简化了差分进化算法:
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