一种多反向学习的教与学优化算法

作     者：何杰光 彭志平 崔得龙 李启锐 HE Jieguang;PENG Zhiping;CUI Delong;LI Qirui

作者机构：广东石油化工学院计算机学院 

出 版 物：《工程科学与技术》 (Advanced Engineering Sciences)

年 卷 期：2019年第51卷第6期

页      面：159-167页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61772145) 茂名市科技计划项目(2017287) 广东石油化工学院人才引进项目(2016rc02) 

主　　题：教与学优化算法 反向学习 搜索边界 种群信息 非线性混合模型 

摘      要：针对原始教与学优化算法全局搜索和局部搜索协调不足、当前反向学习策略过于单一的问题,将多种反向学习策略同教与学优化算法相结合,提出一种基于多反向学习的教与学优化(MOTLBO)算法。首先,借鉴反向学习的思想,设计一种基于Sigmoid函数且随进化代数逐渐变化的非线性混合反向学习模型,模型综合考虑了问题的搜索边界信息和种群的历史搜索信息;其次,在原始教与学算法教和学两个阶段的基础上,增加了基于搜索边界指导的自学习阶段,增强了种群的多样性;最后,将混合反向学习模型与算法的各阶段相结合,根据各阶段的不同特征,设计了基于均值个体、随机个体和最优个体的反向解计算方法,充分吸收种群的历史搜索经验,提高算法的收敛精度和速度。采用具有不同特征的Benchmark测试函数对算法的非线性混合反向学习模型和收敛性能进行测试,实验结果表明:非线性混合反向学习模型相对于单一的边界信息反向学习或种群信息反向学习,具有更强的全局搜索和局部探测能力;而与原始教与学优化算法及其改进算法相比,MOTLBO算法在获得较高的收敛精度和稳定性的同时保持了更快的收敛速度,其综合性能得到较大提升。此外,对扩频雷达相位编码求解的实验结果进一步表明,MOTLBO算法能有效避免陷入局部最优,亦适用于求解实际的工程优化问题。