JADE:带外部归档的自适应差分进化算法

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"这篇论文提出了一种新的差分进化(DE)算法——JADE(Adaptive Differential Evolution with Optional External Archive),旨在通过引入一种新的突变策略‘DE/current-to-pbest’以及可选的外部归档功能,以自适应的方式更新控制参数来提升优化性能。" 差分进化算法(Differential Evolution,DE)是一种全局优化算法,主要用于解决连续函数的最优化问题。它基于群体的迭代过程,通过变异、交叉和选择操作来寻找最佳解。在经典的DE算法中,变异操作通常采用“DE/current-to-best”策略,即当前个体与最好个体之间的差异加到当前个体上。 JADE算法对此进行了扩展,提出了“DE/current-to-pbest”策略,这是一种对“DE/current-to-best”的一般化形式。在“DE/current-to-pbest”中,不仅考虑了当前个体和最好个体之间的差异,还可能包含历史最优个体的信息,这样可以增加种群的多样性,避免过早收敛,同时也能改善算法的收敛性能。 论文中引入的可选外部归档机制是另一个创新点。外部归档用于存储历史最优解,这些历史数据可以提供优化过程中的进步方向信息。这种机制使得算法能够利用过去的信息,帮助算法跳出局部最优,从而提高全局搜索能力。 JADE算法的另一个关键特征是其参数自适应更新机制。传统DE算法通常需要用户预设控制参数,如种群规模、变异因子和交叉概率等,而JADE算法能自动调整这些参数至合适的值,无需用户具备对问题特性和参数设置之间关系的先验知识。这增强了算法的鲁棒性,使其能更好地适应各种复杂优化问题。 通过模拟实验,JADE算法表现出了优于或至少与其它先进DE算法相当的性能。这些结果验证了JADE在优化效率和适应性方面的优势,使得它成为解决高维度和复杂优化问题的一个有力工具。JADE算法为差分进化算法的改进提供了一个新的视角,强调了动态调整和利用历史信息对于优化性能的重要性。