基于新交叉策略和社会情感操作的差分进化算法的研究及应用

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whoabc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
差分进化算法(Differential Evolution Algorithm, DE)是一种简单有效而且鲁棒性强的优化算法。自提出以来受到了众多学者的关注,并且众学者针对其容易陷入局部最优解以及算法在进化的中后期种群多样性降低等问题做了许多改进。本文在深入研究差分进化算法原理的基础上从以下几个方面对其做出了改进。差分进化算法中的交叉因子是固定不变的,这对于不同的问题以及种群进化的不同阶段来说,显然是不合适的。为了提高差分进化算法的性能,本文提出了一种基于新交叉策略的差分进化改进算法。该算法将种群进化过程中相邻两代的方差比以及种群进化的进度作为交叉因子的两个决定因素,通过研究两个决定因素的系数取值,来提高算法对种群进化中后期多样性的保证。二次变异的操作能够避免算法过早的陷入局部最优解。当算法连续进化一定代数后,所寻找到的最优解一直没有变化时,算法将启动二次变异操作,二次变异操作在一定程度上增加了种群的多样性,为寻找最优解提供了更多的可能性。不同的优化算法具有不同的优点,所以通过结合不同的优化算法也可以提高算法的性能。本文将DE算法与基于情感第一定律的社会情感算法相结合,提出了一种基于社会情感操作的差分进化改进算法。该算法具有两种变异方式,即差分策略和社会情感操作,其中,差分策略又分为DE/rand/1/bin和DE/best/1/bin两种策略,在进化过程中,本文利用相邻两代的方差比来作为区分使用不同差分策略的依据。如果算法在进行了一定代数后,算法的寻优结果一直没有变化,那么算法将会转变变异的方式,或从差分策略转变为社会情感操作,或从社会情感操作转变为差分策略。通过这种交叉使用变异操作的方式,提高了算法的寻优性能。本文将基于新交叉策略的差分进化改进算法与基于社会情感操作的差分进化改进算法有机的结合,提出了基于新交叉策略和社会情感操作的差分进化改进算法。用九个经典的测试函数对本文提出的基于新交叉策略的差分进化改进算法和基于社会情感操作的差分进化改进算法以及基于新交叉策略和社会情感操作的差分进化改进算法进行性能测试。结果发现相对于标准的差分进化算法,本文提出的改进算法在寻优的精度以及寻优速度上均有不小的提升。最后本文利用基于新交叉策略和社会情感操作的差分进化改进算法对活性污泥污水处理模型中的参数进行校正,经过研究发现,相对于默认参数,用基于新交叉策略和社会情感操作的差分进化改进算法校正后的参数使模型模拟值更加接近实际出水值。
其他文献
作者在积极参加工程实践的同时,进行了比较深入的理论学习,阅读了大量国内外相关学科的文献资料.在研究与实践过程中,发现目前基于Internet的信息获取方式存在着一些缺陷,主
神经网络的实现问题对于该技术的发展具有很重要的意义.该文提出了一种PC/DSP主从式神经计算机系统设计方案,它是以DSP为神经计算加速器,用PC机实现人机接口,这一 系统可以实
该文对描述DEDS的双子M矩阵进行了深入研究,并揭示了双子M矩阵的等价变换、规范式、秩、特征值和特征向量与系统的周期性、稳定性等性能的关系,以及它们在建模和最小实现理论
可持续发展是既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展.该文从区域经济差异分析入手,对区域经济可持续发展进行了综合研究.从分配角度提出了衡量区域
该文在广义正交多项式及广义混事正交函数的基础上,提出了一种新的线性、连续、有界算子-分段广义正交多项式算子(PGOPO),探讨了这种算子的基本性质,并系统地建立了与该算子
研究主要针对人工神经网络实现中的各种硬故障.它一方面要求人们了解人工神经网络自身的容错性,针对各种人工神经网络模型及其典型的故障模型进行有关的容错性分析;另一方面
该文从工控软件设计的实际问题和发展需求入手,对工控软件的系统分要、设计方法和体系结构,以及流程图等人机交互界面、嵌入式控制语言、数据通信等关键技术进行了系统深入的
该文论述了"计算机控制系列仿真实验与教学系统"的设计与实现.该课题属于"九五"国家重点科技攻关项目"计算机辅助教学软件研制开发与应用"的01专题子专题."计算机控制系列仿
该文所报告的主要内容是国家创新系统、企业治理结构的有关理论与应用课题。国家创新系统是当代创新理论研究的前沿领域之一,对转型期中国国家系统进行实证的定量研究,不仅对于
该文首先对国内外近年来在自适应预测控制和神经网络控制的研究进展进行了总结.在此基础上将这两种控制相结合,提出了一些新算法,主要结果如下:首先推导了阻尼最小二乘法的递