改进差分进化算法的定向变异操作

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"A directional mutation operator for differential evolution algorithms" 在优化领域,差分进化(Differential Evolution,简称DE)是一种广泛应用的全局数值优化算法。DE以其简单性和强大的全局搜索能力而受到广泛关注。本研究论文深入探讨了DE算法中的一个关键组件——变异算子,并提出了一种定向变异算子来提升DE的性能。 传统的DE变异操作中,随机变化是通过取两个随机选择的不同个体之间的差异来生成的。这种差异向量在DE的进化过程中起着核心作用。然而,DE在搜索过程中的一个问题在于,即使已经找到了迄今为止的最佳适应度解,算法也可能困于局部最优,无法有效地探索解决方案空间的其他区域。 作者Xin Zhanga和Shiu Yin Yuenb在研究中指出,定向变异算子的引入旨在解决这一问题。与传统的随机变异不同,定向变异算子考虑了种群中已知的最优解方向,使得变异操作更具有导向性,从而能更有效地引导搜索过程走向全局最优解。这种方法可以增强DE对局部极小值的逃逸能力,提高其全局优化性能。 论文详尽分析了定向变异算子的原理、实现方式以及与通用变异算子的对比。实验部分展示了在一系列基准测试函数上的应用效果,证明了定向变异算子在解决复杂优化问题时的优越性。关键词包括:差分进化、定向变异、通用变异算子、全局数值优化。这些关键词表明该研究主要关注DE算法的改进,特别是针对变异策略的创新,以及这些改进对全局优化任务的影响。 这篇论文为DE算法的优化提供了一个新的视角,定向变异算子的提出有助于提升DE在处理高维度、非线性或多模态优化问题时的表现,对于理解和改进进化计算方法具有重要意义。