适应值共享小生境遗传算法实现与性能比较分析

小生境遗传算法是近年来智能计算领域的研究热点之一,基于适应值共享的小生境遗传算法在解决多种优化问题时收到了很好的效果.该文对基于适应值共享小生境遗传算法的多种实现机制进行探索,并对不同类型算法各自的性能、适应情形和优缺点进行比较分析.

基于改进共享小生境遗传算法的配电网无功规划

为了减少配网损耗和保证配网电压质量,解决应用传统适应值共享小生境遗传算法进行无功规划时,由于小生境半径设定值的不同会导致全局寻优能力不稳定、寻优结果波动性较大的问题,将改进共享小生境遗传算法应用于配电网无功规划.首先建立了以净收益现值为目标函数的数学模型,该模型更直观地反映了补偿方案的降损节能收益能力;然后采用基于自适应调整小生境半径的改进共享小生境遗传算法进行配电网无功规划,该算法具有良好的全局寻优能力和解的稳定性;最后采用面向对象的Visual 2005C#高级语言开发编制了配电网无功规划计算程序,算例结果表明了该算法的有效性和实用性.

可拓聚类适应度共享小生境遗传算法研究

针对遗传算法易陷入早熟收敛和全局搜索能力差等缺点,提出一种基于可拓理论的小生境遗传算法.算法首先构造了遗传编码物元和可拓遗传算子,然后通过可拓聚类方法实现小生境群体的划分,结合适应度共享技术和聚类代表个体保存策略,维持稳定多样的小生境.仿真实验表明,该算法能可靠、快速地收敛到全局最优解,有效避免早熟收敛,其收敛速度和求解精度均优于简单遗传算法和常规小生境算法.

引入适应值曲面结构的小生境遗传算法初探

遗传算法是一种有效的全局优化算法 ,但存在收敛速度慢和早熟收敛的缺陷。本文提出了具有适应值曲面结构自学习能力的多区域并行局部搜索算子PLS和受控交叉算子GC ,定性地分析了它们的作用机制。引入适应性PLS和GC的改进遗传算法在不增加计算开销的前提下 ,其全局收敛速度和可靠性显著地优于标准遗传算法 。

基于适应值共享的多生境排挤遗传算法

针对优化多模函数时单纯使用共享和排挤机制的遗传算法所存在的缺陷,提出了基于适应值共享的多生境排挤遗传算法。基本思想是:按照共享的思想在对个体的适应值进行调整的同时,将排挤选择和相似个体中适应度最差个体被替换的策略分别应用于选择算子和群体的进化中。理论分析和数值实验表明,该算法很好地维持了种群多样性,对于各类多峰函数具有较强的搜索能力。

自适应模糊聚类小生境遗传算法

提出了基于峰半径自适应调整和模糊相似聚类的小生境遗传算法。其基本思想是:在演化过程中,将峰半径作为决策变量的一部分参与染色体的编码,在对问题进行优化的同时对个体的峰半径进行自适应调整;在聚类过程中,通过对模糊相似度的调节来控制小生境的数目,以避免找到无效的极值点。理论分析和数值实验表明,该算法无需事先确定小生境的数目和半径,对于各类多峰函数具有较强的搜索能力。

基于自适应K均值聚类的小生境遗传算法

在自适应小生境遗传算法的基础上,该文提出自适应K—均值聚类适应值共享小生境遗传算法。这种算法将聚类分析、自适应技术有机地结合起来,并且对于通常的K——均值聚类方法做了改进,即引进了一个最小聚类距离,通过调节最小聚类距离控制收敛到的小生境的数目,避免找到无效的极值点。这种算法不仅无需事先确定生境的具体数目和生境半径的大小,而且计算量小,搜索效率较高。

基于改进小生境遗传算法的电力系统无功优化

针对电力系统无功优化问题,提出一种改进小生境遗传算法来克服小生境遗传算法中小生境难以确定的不足,改善遗传算法容易陷入局部收敛和早熟的缺点。通过模糊动态聚类分析方法实现小生境群体的划分,然后利用适应度共享技术对小生境内个体适应度进行调整,以提高全局寻优能力。提出和运用隔代小生境共享机制、最优个体邻域搜索及保留策略等以提高算法的计算速度和收敛速度。通过对IEEE 57节点测试系统进行无功优化计算及结果分析,说明所提出算法的全局搜索能力强、效率高,能得到较好的结果。

一种新的基于小生境模拟退火的遗传算法

针对模拟退火遗传算法中不合理替代方式以及孤立的比较机制,提出一种新的基于小生境模拟退火的遗传算法.通过温度的逐步降温,可以在进化早期增强种群多样性,而在进化末期加速算法的收敛过程,有效克服了遗传算法容易早熟、局部搜索能力差的缺点.同时算法还使用了最优保留策略替代了轮盘赌选择算子,从而有效地减少了适应度相对高的个体在种群中快速扩散的可能性.研究结果表明:与常见的模拟退火遗传算法相比,新方法能够有效提高遗传算法的收敛性能.

动态聚类适应值共享遗传算法在散射计风矢量反演中的应用

风矢量反演是散射计数据处理的核心内容,传统风矢量反演算法的设计过多依赖于目标函数的具体分布形态。以SeaWinds散射计为例,根据风矢量反演的多解问题和模糊解特性,设计了一种基于动态小生境遗传算法的风矢量反演算法。利用部分L2A和相应L2B数据对该算法进行了验证。结果表明该算法在无需任何目标函数先验知识的条件下能够取得较好的反演结果。

自适应调整峰半径的适应值共享遗传算法

适应值共享遗传算法需要事先给出解空间中峰的数目或峰的半径 ,这对于某些问题来说是有困难的 .针对这类问题 ,提出将峰的半径作为决策变量 ,对其进行编码并放入染色体中参与演化过程 ,利用遗传算法的优化能力在对问题进行优化的同时对个体的峰半径进行自适应调整 .用所提出的方法对多个标准测试问题的优化结果表明 。

适应值共享拥挤遗传算法

保持遗传算法在演化过程中的种群多样性 ,是将遗传算法成功应用于解决多峰优化问题和多目标优化问题的关键。适应值共享遗传算法和拥挤遗传算法分别从不同角度改善了遗传算法的搜索能力 ,是寻找多个最优解的常用算法。将这两种算法的优点加以结合 ,提出适应值共享拥挤遗传算法。数值测试结果表明 。

基于爬山算子和适应值共享的改进遗传算法

提出了一种基于爬山算子和适应值共享的改进遗传算法,将局部搜索算法与遗传算法有效结合,增强了遗传算法的搜索能力.爬山算子以黄金分割法为基础,依次对个体每一维进行优化.数值实验证明,改进后的新算法优于当前一些较好的遗传算法.新算法既有较快的收敛速度,又能以较大概率搜索到优化问题的全局最优解.

典型小生境遗传算法原理与性能比较分析

针对传统遗传算法存在的早熟和不具备全局收敛性的不足,对近年来提出的小生境遗传算法进行研究.对几种典型的小生境遗传算法进行分析,并对各自的性能进行对比分析.

一种基于小生境遗传算法的SVM参数优化方法

在介绍支持向量机原理和分析核参数对其分类性能影响的基础上,采用改进的"留一法"建立了SVM分类性能的适应度函数,然后,引入小生境遗传算法,在以2个个体之间的海明距离作为共享函数的基础上构建了个体共享后的适应度函数,并给出了选择、交叉和变异方法,最后应用UCI机器学习数据库样本数据进行仿真实验。结果显示该方法是有效和实用的。

高效的自适应小生境遗传-模拟退火混合算法

为克服遗传算法易陷入局部极值这一缺陷,提出一种融合小生境、自适应和模拟退火技术的混合算法。共享机制小生境技术与基于排序的适应度分配维持种群的多样性,使算法具有一定的鲁棒性;交叉、变异概率的自适应化保护优良个体,促使劣等个体加速进化,改进的交叉和变异策略可扩展算法搜索范围;嵌入式模拟退火模块能够有效利用记录的种群进化信息,锁定搜索范围,促进个体向高适应度方向发展,进一步摆脱早熟收敛。仿真结果表明,该算法具备良好的全局搜索能力和稳健性。

具有适应值预测机制的遗传算法

针对适应值计算费时的优化问题,提出一种具有适应值预测机制的遗传算法:为了有效控制预测适应值的准确度和预测频率,建立了一个基于可信度概念的适应值预测模型,引入可信度流失机制以减少预测误差的传播和累积,引入冗余个体剔除机制以减少计算消耗。利用3个基准函数对算法进行收敛性和有效性的测试,测试结果表明算法对于3个测试函数均能获得满意的最优解,并且都能减少60%以上的真实适应值计算次数。

基于模糊聚类的峰半径自适应调整遗传算法

提出了基于模糊相似聚类的峰半径自适应调整遗传算法。在遗传演化过程中将峰半径作为决策变量的一部分参与染色体的编码演化，利用遗传算法的优化能力在对问题进行优化的同时对个体的峰半径进行自适应调整；在聚类过程中，通过对模糊相似度的调节来控制聚类结果，能够避免找到无效的极值点并且无需事先确定小生境的数目和半径。理论分析和数值实验表明，该算法对于各类多峰函数具有较强的多峰搜索能力。

基于遗传算法的RLV再入轨迹优化设计(英文)

飞行器再入轨迹优化是一类最优控制问题。传统的优化方法存在初始值敏感问题,利用改进的基于小生境技术和精英方法的适应值共享拥挤遗传算法进行RLV的再入轨迹优化设计。以终端时间固定的空间最小控制能量再入轨迹和终端时间自由的平面最小热载再入轨迹为例,详细讨论了遗传算法用于再入轨迹优化设计所需要解决的一些关键问题。仿真结果表明提出的方法能够较快地搜索到全局最优解,对初始猜测值不敏感,能够方便用于RLV的再入轨迹方案选择和优化设计。

混凝土桥面板长期维修优化与交互式遗传算法

目的研究混凝土桥面板最佳维修策略的优选问题,以利用尽可能少的维修资源,获得最好的维修效果.方法建立了混凝土桥面板长期维修策略的多目标优化模型,采用交互式遗传算法求解.通过非精确偏好信息引导遗传搜索,使种群向多个目标最佳综合性能的方向进化,最终获得满足工程需要的最优解集.引入适应度共享技术以增加种群的多样性.结果可同时获得多个满意解,增加了维修策略的选择余地.与无偏好的多目标遗传优化相比,个体的分布范围缩小一半以上,并向偏好信息所指引的方向进化和集中.最终解带有明显的倾向性,从而降低了桥面板最佳维修策略的选择难度.结论利用交互式遗传算法进行混凝土桥面板维修优化,可辅助桥梁管理部门进行维修决策,具有良好的理论意义和工程应用价值.