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题目:基于群体智能的多峰函数寻优算法研究

关键词:多峰函数优化,群体智能,进化计算

  摘要



多峰函数优化问题广泛存在于现实世界之中,有别于普通函数优化问题,多峰优化需寻找目标函数在定义区间内的所有最佳值,甚至全部极值,以便决策者综合决断。经典的演化算法,如遗传算法、人工免疫算法和粒子群算法都已被改进以解决多峰优化问题。这些算法具备一定的多峰优化能力,但普遍不足在于,由于搜索能力欠缺以及种群多样性下降过快,算法不能保证找全多峰函数的最优解。因此,针对多峰优化问题构建新的解决方法很有意义。

本文基于群体动物行为的启发,提出了三种多峰函数优化的新策略。第一种策略源于食肉动物的团队协作捕猎行为;第二种策略改变了进化算法中的“选择”机制,并结合动物搜索食物的行为心理学,而构造出“群体觅食算法”;第三种策略将“群体觅食算法”与类似于蚁群的信息素机制相结合,改进了策略二的不足。文中给出了这三种策略的思想原由、算法描述、仿真对比及算法分析。仿真结果表明,策略一有利于寻峰率指标的提高,但却无法兼顾寻优效率;策略二较好的调和了寻峰率和收敛速度之间的矛盾,与一些经典算法相比较的结果表明,其有更优良的多峰寻优效能,但算法初期的空间复杂度过大;策略三降低了策略二算法的空间复杂度,但多峰优化的仿真结果还不够理想。文章三种策略中,策略二在多峰优化上有最佳表现,有望在多峰优化问题上得到应用。