鲸鱼优化算法:理论基础与改进策略综述

3 下载量 61 浏览量 更新于2024-06-20 收藏 4.04MB PDF 举报
"这篇文献是关于鲸鱼优化算法(WOA)的系统性综述,深入探讨了其理论基础、改进方法以及混合策略。作者Mohammad H. Nadimi-Shahraki、Hoda Zamani、Zahra Asghari Varzaneh和Seyed Ali Mirjalili在文章中分析了WOA的优缺点,并对众多WOA变体进行了评估,旨在寻找更有效的优化技术。文章发表在《计算力学档案》(Archives of Computational Methods in Engineering) 2023年,卷30,第4113-4159页,DOI为10.1007/s11831-023-09928-7。" 鲸鱼优化算法(WOA)是一种受到鲸鱼捕食行为启发的全局优化算法,由Seyed Ali Mirjalili于2016年提出。该算法基于鲸鱼群体的捕食和社交行为,如环形包围、声纳定位和泡泡网捕食等,用于解决复杂多模态优化问题。WOA的基本思想是模拟鲸鱼群在寻找最优解时的行为,包括个体间的追踪、围捕和探索。 1. **理论基础**: WOA的核心机制包括随机搜索、局部搜索和全局搜索。随机搜索阶段,鲸鱼们以随机方式分布在全球范围内寻找解决方案。局部搜索通过模拟鲸鱼追踪其他鲸鱼的行为来改善当前解决方案。全局搜索则通过模拟泡泡网捕食策略,使得一部分鲸鱼能够跳出局部最优,向全局最优移动。 2. **问题与挑战**: 尽管WOA在解决一些优化问题上表现出色,但它也存在一些问题,比如早熟收敛、搜索效率低以及对参数敏感等。这些问题限制了其在更复杂问题上的应用。 3. **改进与混合**: 为了解决这些问题,研究者提出了多种改进和混合策略。改进策略可能包括调整算法参数、引入新的搜索机制或改变更新规则。混合策略是将WOA与其他优化算法(如遗传算法、粒子群优化等)结合,以利用各自的优势,提高算法性能和鲁棒性。 4. **应用领域**: WOA已被广泛应用于工程设计、机器学习、能源系统优化、无线传感器网络、经济调度等多个实际问题中。 5. **未来方向**: 通过对WOA及其变体的深入分析,研究人员可以识别出有效的技术,为开发更高效、更适应不同问题的优化算法提供指导。这可能涉及对现有机制的微调、引入新的动态调整策略,或者开发新的混合模型。 总结来说,这篇综述文章为理解WOA的基本原理、评价其性能以及发掘潜在改进方向提供了全面的视角。它强调了对WOA进行系统性研究的重要性,这对于推动优化算法的进步和应用具有重要意义。