增强差分进化算法:新局部搜索策略

5 下载量 105 浏览量 更新于2024-09-02 2 收藏 237KB PDF 举报
"一种新局部搜索策略的差分进化算法是针对差分进化(DE)算法的局部搜索能力不足而提出的改进方法。通过引入新的局部搜索策略,该算法能够替换较劣个体,帮助算法跳出局部最优,从而增强种群的多样性。这一策略在数值实验中通过对比4个测试函数和标准差分进化算法,证明了其有效性。差分进化算法是由Storn和Price在1995年提出的,因其简单原理、较少控制参数和快速收敛速度而被广泛应用于各种科学和工程问题。然而,DE容易陷入局部最优,导致早熟收敛。为了改善这一问题,已有许多研究提出了各种改进策略,如混沌变异、正态随机扰动、二次规划法等局部搜索策略。本文提出的DELSS算法结合局部搜索得到的新个体来替换较劣个体,以提高全局搜索能力和收敛精度。" 差分进化算法(DE)是一种基于实数编码的优化算法,其主要流程包括以下几个步骤: 1. 初始化:创建一个随机初始种群,每个个体由一组实数参数表示,这些参数代表解空间中的一个潜在解决方案。 2. 差分变异:选取三个不同的个体,计算它们之间的差异,并将这个差异与另一个个体相加,形成一个新的变异个体。 3. 选择操作:将变异个体与原始个体进行比较,根据适应度值(通常是目标函数的负值)决定是否保留变异个体,以保持种群大小不变。 4. 迭代:重复上述过程,直到满足停止条件(如达到最大迭代次数或达到特定的解质量)。 新提出的DELSS算法在选择操作后增加了一个新的局部搜索步骤。对于较劣个体,算法会执行局部搜索来生成一个新个体。如果新个体的适应度值优于原来的较劣个体,那么就用新个体替换它,这样有助于避免陷入局部最优并增加种群的多样性。 数值实验部分,DELSS算法在四个测试函数上进行了验证,结果显示其在寻找全局最优解方面优于传统的差分进化算法,证明了新策略的有效性。这种改进策略对于解决具有复杂优化问题的领域,如工程设计、机器学习参数调优、复杂系统优化等,都可能带来显著的性能提升。