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人工鱼群算法的改进.ppt

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人工鱼群算法的改进.ppt

上传人:文库新人 2022/1/26 文件大小:1.70 MB

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人工鱼群算法的改进.ppt

文档介绍

文档介绍:人工鱼群算法的改进
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第1页,本讲稿共25页
AFSA的特点
只需要比较目标函数值,对目标函数的性质要求不高;
对初值的要求不高,初值随机产生或设定为固定值均可以;
对参数设定的要求不高,有较大的容许范围;
具备并行处理的因子进行适时的自行调整,以达到提高收敛精度的目的。在该算法中,运用最优适应值变化率K和变化方差σ作为是否进行参数变化的衡量标准。定义如下:
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第13页,本讲稿共25页

根据以上两个判别准则,对步长和拥挤度因子作调整,表达式如下:
其中f(Step)表示按一定规则对步长进行调整;f(δ )表示对拥挤度因子作相应调整;θ,φ表示评价系数,根据具体问题给出不同的值,用来控制变步长的速度和迭代的进程。
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第14页,本讲稿共25页
(改变参数)
自适应人工鱼群算法:视步系数=步长/视野
基本思想是:
1)每次迭代后,人工鱼都将自身的位置信息及食物浓度写入并更新公告板。
2)人工鱼根据鱼群的状态智能地获取视野visual。
3)确定一个视步系数a(0<a≤1),把step=a×visual 作为人工鱼的最大步长。
4)忽略拥挤的因素,在执行追***为和聚群行为时,只要视野范围内的最优人工鱼和中心位置优于当前位置,就以rand()×step 向其移动。
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第15页,本讲稿共25页
(改变参数)
根据视野方式不同,分为四种(AAFSA1-4):
1)AAFSA1:基于平均距离的自适应人工鱼群算法
即每次迭代前,每条人工鱼都要对其他人工鱼到自身的距离进行测算,并计算出平均值,把它作为自身的视野visual。
2)AAFSA2:基于最优人工鱼的自适应人工鱼群算法
即在每次迭代前,每条人工鱼都要测算出到当前最优人工鱼的距离,并把它作为自身的视野visual1。
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第16页,本讲稿共25页

3)AAFSA3:基于最优人工鱼和最近人工鱼的半复合自适应人工鱼群算法
在AAFSA2 的基础上,对觅食行为做如下改进:人工鱼测算出到离自身最近的人工鱼的距离,并把它作为觅食行为的视野(visual)进行搜索,随机确定一点,如比自身位置优,则以visual2×rand()向该点动一步;反之,则继续搜索,直至达到规定的尝试次数。
如仍未找到,则执行随机行为。用visual2×rand()而不用visual2×a×rand()。
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第17页,本讲稿共25页

4)AAFSA4:基于最优人工鱼和最近人工鱼的复合自适应人工鱼群算法
把AAFSA2 和AAFSA3 相结合,得到了另一种改进觅食行为的方法。
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第18页,本讲稿共25页
二、基于鱼群行为的改进



***为



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第19页,本讲稿共25页
三、高阶行为模式
将人工鱼以前的行为和经验也封装在对象内部,并对其采取一定的参考和学****以达到提高算法的效率的目的。
如:
class Artificial fish
{
public
float AF_X[n] //AF's position
float last AF_X[n] //AF's last position
float evergood_AF_X[n] // the ever good position of AF
};
这样,人工鱼就记忆着曾经的最好状态和上一次的状态,从而为下一次的行为作出更加合理的行为评价。
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第20页,本讲稿共25页
四、混合优化算法
算法在优化过程初期虽然具有较快的收敛品质,但在后期却往往收敛较慢,或者无法达到要求的精度,因此,与其他算法相结合,在合适的时候与它们互相切换,实现各算法之间的优缺点互补,也是一种解决问题的常用方法。
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第21页,本讲稿共25页
四、混合优化方法
李晓磊针对复杂大系统的优化问题中方程数多、变量维数高等特点,描述了一种基于分解协调思想的人工鱼群优化算法。并以换热器系统为例进行了计算,结果表明,该算法具有较好的收敛性、初值不敏感性和参数不敏感性等特点。
Xiaojuan Shan等提出了一种改进的人工鱼群算法,引入禁忌表,增强了人工鱼群算法的全局寻优和邻域搜索能力,避免限于局部最优解。实验结果显示改进的算法具有较好的全局寻优能力。
李亮等构造了一种两点禁忌寻优算子以避免寻优过程中的迂回搜索,并用它模拟鱼群中单条鱼的追寻历史最优鱼、追尾、群聚三种行为,采用遗传算法中非均