双种群协同演化的改进蜜獾算法

针对蜜獾算法存在的局部搜索能力不足、易陷入局部最优值等问题,提出一种双种群协同演化的改进蜜獾算法。在初始化阶段采用Cubic混沌映射对种群进行初始化,扩大可行解的搜索范围并提高种群的分布均衡性;引入融合黏菌算法和蜜獾算法的双种群优化机制,依托两者的更新优势协同推进个体逼近目标位置,进而提高整个算法的搜索效率和优化性能;采用柯西随机反向扰动策略对蜜獾种群最优位置进行扰动,以提高算法跳出局部最优的能力。通过评估单一策略的改进有效性实验、与七种对比算法的不同高维实验以及Wilcoxon秩和检验,结果表明该算法具有良好的收敛精度和求解速度。最后将改进算法应用于压缩弹簧设计和压力容器设计问题,进一步验证了改进策略的有效性及该算法的工程实用性。

基于改进海洋捕食者优化算法和瑞雷波频散曲线的近地表地层参数反演

面波勘探是获取近地表地质结构的重要手段,利用瑞雷波频散曲线可以反演得到地层横波速度和厚度或泊松比等参数.本文提出了一种新的优化策略来处理瑞雷波频散曲线的反演问题.改进海洋捕食者算法(ACMPA)是一种改进混沌初始化,引入自适应步长和精英竞赛机制优化的反演算法.采用混沌映射进行种群位置初始化,提高初始化种群位置的质量;加入自适应函数,增强全局搜索能力;引入精英等级制度,避免算法陷入局部极值点,从而从局部和全局寻优进行优化,提高反演的收敛速度.通过正演模拟和实测数据进行测试分析,证明了改进的海洋捕食者优化算法的有效性与稳定性.该方法可以利用瑞雷波频散曲线信息反演得到近地表地层的介质参数,其收敛精度和收敛范围明显优于其他优化算法,具有较强的应用前景.

改进沙猫群优化算法的机器人路径规划

为了寻找更优的机器人移动路径,将沙猫群优化算法与三次样条插值方法进行融合,对沙猫群优化算法进行改进。在改进的沙猫群优化算法中,利用混沌映射的均匀性初始化种群以提高种群多样性;通过融合互利共生和莱维飞行策略减少局部最优解的消极影响,提高算法的收敛速度和精度。通过两种仿真实验对比6种优化算法的实验数据,结果表明,改进的沙猫群优化算法的最优解、最差解和平均解都优于对比算法,验证了改进沙猫群优化算法对于解决移动机器人路径规划问题的有效性和工程实用性。

多策略集成的樽海鞘群算法的机器人路径规划

针对求解机器人路径规划问题,本文提出了一种多策略集成的樽海鞘群算法.在该算法中,提出了新的自适应领导者结构,以平衡算法的探索和开发能力;引入可以提高Lyapunov指数的Logistic-Cubic级联混沌映射作为食物源的扰动算子,来避免算法陷入局部最优;采用基于自适应参数的分散觅食策略使部分追随者探索有前景的区域.在CEC 2014测试集的多种函数上,本文算法与3种改进的樽海鞘群算法和5种先进的群智能算法进行比较,结果表明本文算法综合优化性能更好.本文算法2将其用于求解机器人路径规划问题,其中用三次样条插值对路径进行平滑.在障碍是8,9,13的环境下分别进行仿真实验,仿真结果表明,本文算法在给定的仿真场景下与给定的对比算法相比获得了最好的结果.

新切换混沌系统的构造及自适应同步

为了验证带三次方项的分段切换系统的混沌性,设计同步控制器和更新规则,在MATLAB试验平台中,由相图、Lyapunov指数谱、庞加莱映射对所提出的系统进行动力学分析,通过分析系统的平衡点类型,进一步了解该混沌系统的性态.依据Lyapunov稳定性理论,设计了自适应切换控制器及自适应切换更新规则,计算机仿真结果表明,在控制器作用下及更新规则条件下,响应系统和驱动系统能快速同步.

基于混沌三次指数平滑模型的CPI预测研究

提出了一种新的混沌三次指数平滑算法,该算法加入了遗传算法的变异算子,可以实现混沌优化选择三次指数平滑模型中的平滑系数.同时,引入了遗传算法的种群概念,提高了算法的并行性运算能力.通过CPI序列数据预测研究,进行了算法的有效性验证.试验结果表明混沌三次指数平滑模型可以通过多次混沌迭代搜索,得到全局最优的平滑系数,提高了最终预测精度.

一种高安全性的级联型混沌扩频序列

针对传统一维混沌映射产生序列复杂度低、保密性不理想等问题,提出了一种基于Logistic改进型映射和Cubic映射的级联型混沌序列。新序列的混沌映射表达式由原来的低次一阶差分方程扩展为高次二阶差分方程,映射迭代过程由单级迭代变为二级交叉迭代,从而提高了混沌系统的复杂性。对新序列的非线性动力学混沌特性和扩频通信性能进行了仿真对比,结果表明新序列具有混沌吸引子结构更加复杂、初值敏感性更强、序列复杂度更高、安全性更好的特点,最后验证了新混沌序列具有和传统一维混沌序列相当的扩频特性。

结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响

机翼非线性颤振系统中的混沌运动是一种复杂的非线性动力学现象,研究结构参数对机翼非线性颤振系统混沌运动特性的影响,对非线性动力学系统的混沌运动控制具有重要意义。建立具有立方型非线性操纵刚度的带操纵面二元机翼的颤振方程,采用数值积分方法分别获得该非线性颤振系统在不同阻尼水平和不同操纵刚度下的分岔特性图。对分岔特性图进行对比分析结果表明:操纵面的操纵刚度并不影响系统的混沌运动特性,而操纵面偏转自由度或机翼俯仰自由度上的阻尼将会影响系统混沌颤振区域内的周期窗口,进而影响系统的混沌运动特性,特别是两自由度中任意一个的阻尼水平减小到一定程度时,系统混沌颤振区域内的周期窗口都将会消失;但是,单一的减小某个自由度上的阻尼水平,会使机翼非线性颤振系统的颤振临界速度降低。为了使得该系统在混沌颤振区域内不产生周期窗口又不降低其颤振临界速度,可采用在减小俯仰自由度阻尼的同时增大操纵面偏转自由度阻尼的方法。

多策略改进的自适应动态鲸鱼优化算法

为解决鲸鱼优化算法收敛精度低、易陷入局部最优等问题,采用多种策略对算法进行改进,提出一种自适应动态鲸鱼优化算法。引入立方混沌映射初始化提升初始解的遍历性;引入自适应惯性权重系数并对收敛因子非线性改进,平衡全局搜索与局部搜索能力;对螺旋搜索方程改进,使鲸鱼动态地调整搜索形状,提升算法的全局搜索能力以突破局部最优;为增强算法跳出局部最优的能力,引入广义反向学习机制。采用12个基准测试函数对算法检验,其结果表明,改进的鲸鱼算法有效提升了算法的收敛精度。

基于高斯扰动和混沌初始化的狼群算法

针对狼群算法(WPA)在最优化问题的过程中存在的寻优精度较低且易陷局部最优的弊端,提出一种基于高斯扰动和混沌初始化的狼群算法(GCWPA)。为使狼群更均匀的分布在搜索空间中,采用混沌立方映射对狼群进行初始化操作;采用根据头狼位置的动态变化的步长、更改围攻行为的结束条件以及通过高斯扰动使算法具有跳出局部最优的能力等对WPA算法进行改进。选取12个国际标准的基准函数对GCWPA算法进行测试验证,仿真结果表明,GCWPA算法在单峰、多峰,低维、高维都有良好表现。

一类三维三次混沌系统的构建与动力学分析

针对一类三维三次混沌系统,对其系统耗散性进行简要分析,采用劳斯判据对系统平衡点稳定性进行了分析研究,同时,利用Matlab软件对参数变化下系统的分叉图、Lyapunov指数以及相图进行仿真分析,从而表明新混沌系统对系统参数的敏感性、可实现性和混沌特性。

改进杂草算法求解WSN节点分布优化问题

对改进杂草算法性能及其在无线传感器网络节点分布优化问题中的应用进行研究。在保证节点相互连通的前提下,建立无线传感器网络对目标区域覆盖的数学模型,并将节点分布优化问题转换为求解函数最大值问题;通过杂草算法优越的寻优能力来实现网路节点的最优分布,在此基础上,引入立方映射混沌算子来提高算法的局部搜索能力,利用高斯变异算子来增强种群的多样性;最后,通过标准函数测试与无线网络覆盖优化仿真对该算法进行验证。仿真结果表明:该算法具有收敛速度快、鲁棒性好、数据开采能力强的优点,能有效解决无线传感器网络节点分布优化问题。

全局耦合混沌系统同步与反同步研究

提出在具有反对称性的等同混沌子系统中,利用全局耦合实现同步与反同步共存的一般方法,论证了其在离散系统和连续系统上的适用条件.以含立方非线性项的Chua’s系统为元胞,设计出实验电路,在数值计算和电路仿真中均观察到耦合系统同步与反同步共存的现象.实验结果表明,全局耦合方法正确可行.

面向医学图像的篡改检测双重水印算法

针对医学图像中嵌入水印信息造成的鲁棒性与透明性的不平衡问题,提出了一种面向医学图像的篡改检测双重水印算法.首先,采用Sine-Cubic混沌映射加密算法将Sine映射与Cubic映射进行线性耦合,利用得到的混沌序列对版权图像进行加密.其次,对载体图像进行小波变换,并对低频子带进行安全区域划分,根据安全区域内子块熵值将医学图像划分为感兴趣区域(ROI)和非感兴趣区域(NROI).同时,通过提取ROI的稳定特征与加密的版权构造鲁棒的零水印.最后,将零水印嵌入医学图像NROI子块Schur分解的上三角矩阵最大系数中,同时记录嵌入水印后的最大系数用于篡改检测.实验结果表明:所提水印算法具有不可感知性、鲁棒性和安全性,同时可以准确地定位被篡改的含水印区域;与其他水印算法相比,所提双重水印算法在鲁棒性和算法效率上均有很大的提升.