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基于新模型的多目标Memetic算法及收敛分析

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控制理论与应用 2008年第3期25卷 389-392页

作者：魏静萱王宇平西安电子科技大学数学科学系陕西西安710071 西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

将多目标函数优化问题转化成单目标约束优化问题.对转化后的问题提出了基于约束主导原理的选择方法,克服了多数方法只使用Pareto优胜关系作为选择策略而没有采用偏好信息这一缺陷;Memetic算法是求解多目标优化问题最有效的方法之一,它... 详细信息

将多目标函数优化问题转化成单目标约束优化问题.对转化后的问题提出了基于约束主导原理的选择方法,克服了多数方法只使用Pareto优胜关系作为选择策略而没有采用偏好信息这一缺陷;Memetic算法是求解多目标优化问题最有效的方法之一,它融合了局部搜索和进化计算.新的多目标Memetic算法引进C-metric,将模拟退火算法与遗传算法结合起来,改善了全局搜索能力.用概率论的有关知识证明了算法的收敛性.仿真结果表明该方法对不同的试验函数均可求出一组沿着Pareto前沿分布均匀且散布广泛的非劣解.

关键词：新模型多目标优化 Memetic算法遗传算法

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求解约束优化问题的改进粒子群算法

系统工程与电子技术 2008年第4期30卷 739-742页

作者：魏静萱王宇平西安电子科技大学数学科学系陕西西安710071 西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

针对高维复杂约束优化问题,提出了一种基于平滑技术和一维搜索的粒子群算法(NPSO)。该算法使粒子的飞行无记忆性,结合平滑函数和一维搜索重新生成停止进化粒子的位置,增强了在最优点附近的局部搜索能力;定义了不可行度阈值,利用此定义... 详细信息

针对高维复杂约束优化问题,提出了一种基于平滑技术和一维搜索的粒子群算法(NPSO)。该算法使粒子的飞行无记忆性,结合平滑函数和一维搜索重新生成停止进化粒子的位置,增强了在最优点附近的局部搜索能力;定义了不可行度阈值,利用此定义给出了新的粒子比较准则,该准则可以保留一部分性能较优的不可行解微粒,使微粒能快速的找到位于约束边界或附近的最优解;最后,为了扩大粒子的搜索范围,引进柯西变异算子。仿真结果表明,对于复杂约束优化问题,算法寻优性能优良,特别是对于超高维约束优化问题,该算法获得了更高精度的解。

关键词：粒子群算法约束优化一维搜索柯西变异

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一种解决约束优化问题的模糊粒子群算法

电子与信息学报 2008年第5期30卷 1218-1221页

作者：魏静萱王宇平西安电子科技大学数学科学系西安710071 西安电子科技大学计算机学院西安710071

该文针对复杂约束优化问题,提出了一种模糊粒子群算法(FPSO),设计了一个新的扰动算子,在此基础上定义了模糊个体极值和模糊全局极值,利用这两个定义改进了粒子群进化的方程,利用该方程更新粒子的速度与位置,可以避免早熟收敛问题;定义... 详细信息

该文针对复杂约束优化问题,提出了一种模糊粒子群算法(FPSO),设计了一个新的扰动算子,在此基础上定义了模糊个体极值和模糊全局极值,利用这两个定义改进了粒子群进化的方程,利用该方程更新粒子的速度与位置,可以避免早熟收敛问题;定义了不可行度阈值,利用此定义给出了新的粒子比较准则,该准则可以保留一部分性能较优的不可行解微粒。用概率论的有关知识证明了算法的收敛性。仿真结果表明,对于复杂约束优化问题,算法寻优性能优良,特别是对于超高维约束优化问题,该算法获得了更高精度的解。

关键词：粒子群算法约束优化模糊个体极值模糊全局极值

基于多移动节点和遗传算法的传感器网络覆盖修复策略

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通信学报 2014年第12期35卷 45-52,61页

作者：叶苗王宇平魏静萱西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071 桂林理工大学信息科学与工程学院广西桂林541004 桂林电子科技大学广西自动检测技术与仪器重点实验室广西桂林541004

设计了一种基于多移动节点和路径规划的传感器网络覆盖的修复策略。该机制通过对节点消耗能量的分析,采用遗传算法计算出移动节点的合理移动路径,可以最大可能地对普通节点进行及时修复,最大程度地避免由于传感器节点死亡带来的覆盖空... 详细信息

设计了一种基于多移动节点和路径规划的传感器网络覆盖的修复策略。该机制通过对节点消耗能量的分析,采用遗传算法计算出移动节点的合理移动路径,可以最大可能地对普通节点进行及时修复,最大程度地避免由于传感器节点死亡带来的覆盖空洞。用随机过程在数学上证明了算法的收敛性。通过仿真实验的测试证实,所设计传感器节点修复机制和对移动节点的路径规划的求解算法能有效地预防节点死亡带来的覆盖空洞问题。

关键词：无线传感器网络覆盖空洞修复生存时间多移动节点

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解决全局优化问题的几种进化算法

解决全局优化问题的几种进化算法

作者：魏静萱西安电子科技大学

学位级别：硕士

进化算法是模拟生物界的进化过程而产生的一种现代优化方法，作为一种有效的随机搜索方法，在优化方法中具有独特的优越性，有着非常重要的意义和及其广泛的应用。传统优化方法对目标函数解析性质要求较高，进化算法不需要目标函数的导... 详细信息

进化算法是模拟生物界的进化过程而产生的一种现代优化方法，作为一种有效的随机搜索方法，在优化方法中具有独特的优越性，有着非常重要的意义和及其广泛的应用。传统优化方法对目标函数解析性质要求较高，进化算法不需要目标函数的导数信息，具有隐式并行性，所以常用于解决一些复杂的、大规模的、非线性、不可微的优化问题。首先，对无约束优化问题，分别设计了产生初始种群的一个有效方法，并设计了一个新的杂交算子和变异算子，该杂交算子具有局部搜索的部分功能，变异算子确定了个体的变异方向，当个体以某个概率沿着该变异方向进行随机扰动时，可能会产生更好的点。这种新的变异算子不仅保证了算法的全局搜索性而且充分考虑了目标函数的信息，避免了盲目性。使得针对无约束进化问题能迅速有效的找到全局最优点，减小运算代价。其次，对于约束优化问题，本文在无约束优化问题变异算子的基础上，又设计了一种新的适用于约束问题的变异算子，首先求出个体所受的合作用力，然后以某个概率接收该合力方向作为搜索方向。该变异算子能有效地处理约束条件，使得进化后期种群中的个体几乎都为可行点。同时为了抛弃部分不可行点，设计了一个新的适应度函数，其仅仅依赖于个体的不可行度和目标函数值。再次，对约束优化问题，采用粒子群算法对其进行进化求解;在此基础上构造了两个微粒群，一个以约束满足为目标，另一个以原目标函数为目标，同时在每一个微粒的进化过程中引入一项反映另一微粒群最好微粒的信息。最后，仿真结果验证了本文所述方法的正确性与有效性。

关键词：全局优化进化算法粒子群算法

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波前编码超分辨成像技术

红外与激光工程 2016年第4期45卷 227-236页

作者：赵惠魏静萱庞志海刘美莹中国科学院西安光学精密机械研究所空间光学应用研究室陕西西安710119 西安电子科技大学计算机科学与技术学院陕西西安710071

波前编码作为一种经典的计算成像技术,以能够大幅度拓展光学成像系统的焦深而闻名,并得到了学术界及工业界长期的关注。实际上,除了焦深的拓展,波前编码还具备实现超分辨率成像的潜力,而这在已有的研究中鲜有讨论。一方面,相位掩膜板的... 详细信息

波前编码作为一种经典的计算成像技术,以能够大幅度拓展光学成像系统的焦深而闻名,并得到了学术界及工业界长期的关注。实际上,除了焦深的拓展,波前编码还具备实现超分辨率成像的潜力,而这在已有的研究中鲜有讨论。一方面,相位掩膜板的引入在降低光学系统传递函数并使其对离焦不敏感的同时,也有效降低了欠采样数字成像系统中的混叠效应,从而提供了更适合于进行超分辨率重构的数据源。另一方面,相位掩膜板所引起的点扩散函数支持域的巨大化效应使得以数字的方式、从采样间隔可以被认为是无限小的、理想的光学焦平面点扩散函数来计算与特定探测器物理像元大小相对应的采样点扩散函数成为可能。因此,从这两个特点出发,提出了一种为波前编码系统定制的、基于单帧图像放大的超分辨率重构算法,并且研制了原型样机对超分辨率的效果进行了检验。试验表明:焦距50 mm/F数4.5的Cooke三片系统除了焦深拓展超过20倍且具有接近衍射受限成像品质之外,利用复原算法能够实现至少3倍的高品质超分辨率重建效果。

关键词：波前编码计算成像焦深拓展超分辨率

位相差异波前传感技术在大型空间光学相机中的应用

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光子学报 2017年第1期46卷 67-78页

作者：赵惠易红伟樊学武李创邹刚毅庞志海任国瑞赵燕李爱玲魏静萱解晓蓬中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119 西安电子科技大学计算机学院西安710071

在位相差异技术原理的基础上,利用现有平台,通过室内实验以及室外推扫成像试验,检验了位相差异技术波前反演的效果.试验表明:以干涉仪实测波前与反演波前的残差均方根误差作为评价标准,基于位相差异技术的波前反演精度可达1/40λ(λ=632... 详细信息

在位相差异技术原理的基础上,利用现有平台,通过室内实验以及室外推扫成像试验,检验了位相差异技术波前反演的效果.试验表明:以干涉仪实测波前与反演波前的残差均方根误差作为评价标准,基于位相差异技术的波前反演精度可达1/40λ(λ=632.8nm);同时,利用反演波前进行的图像复原滤波能够大幅改善推扫退化图像的品质,复原后图像信噪比的提升量优于40%,奈奎斯特频率处调制传递函数的提升量超过80%.间接地证明了位相差异波前反演技术的实际效能,为位相差异波前反演技术的空间应用奠定了基础.

关键词：空间光学相机波前反演位相差异图像复原滤波

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梯度策略自适应差分进化算法

电子科技 2016年第1期29卷 25-28页

作者：杨俊魏静萱西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

差分进化算法是一种有效求解全局优化问题的方法,为进一步提高求解精度,加快求解过程,文中提出一种梯度策略自适应差分进化算法。该算法是在差分进化算法中加入梯度下降法,使其不仅有较好的全局搜索能力,且具有传统优化方法的快速局部... 详细信息

差分进化算法是一种有效求解全局优化问题的方法,为进一步提高求解精度,加快求解过程,文中提出一种梯度策略自适应差分进化算法。该算法是在差分进化算法中加入梯度下降法,使其不仅有较好的全局搜索能力,且具有传统优化方法的快速局部搜索能力,因此具有较高搜索精度和较快的搜索过程。通过对CEC2005测试集中的1~14号测试函数进行仿真实验,并与Sa DE,NSDE以及CMAES等算法实验结果进行了对比,结果表明了该算法的有效性。

关键词：差分进化算法全局优化梯度下降法

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基于极坐标变换的改进NSGA-Ⅱ算法

电子科技 2016年第2期29卷 34-37页

作者：刘江魏静萱西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

在实际工程中存在着大量的多目标优化问题,而由于大部分多目标优化问题有无穷多个最优解,且传统的数学方法如梯度下降法和牛顿法,无法求解一些不可微或表达式过于复杂的多目标优化问题。为避免以上局限,NSGA-Ⅱ作为求解多目标优化问题... 详细信息

在实际工程中存在着大量的多目标优化问题,而由于大部分多目标优化问题有无穷多个最优解,且传统的数学方法如梯度下降法和牛顿法,无法求解一些不可微或表达式过于复杂的多目标优化问题。为避免以上局限,NSGA-Ⅱ作为求解多目标优化问题的代表算法被提出,但NSGA-Ⅱ算法仍存在着一些不足,如变异算子功能过于简单,降低了Pareto最优解的多样性。为增加Pareto最优解的多样性,文中设计了一种基于极坐标变换的改进NSGA-Ⅱ算法,该算法可使得Pareto最优解分布更加均匀,并最终通过标准的测试函数验证了算法的有效性。

关键词： NSGA-Ⅱ 极坐标变换多目标优化