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海鸥算法的改进及其在工程设计优化问题中的应用

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数据与计算发展前沿 2022年第6期4卷 129-144页

作者：杨韬戴健辽宁工程技术大学工商管理学院辽宁葫芦岛125100

【目的】本文研究海鸥算法求解最优化问题时存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点。【方法】首先融合Fuch混沌映射与精英反向学习策略来初始化海鸥种群,提高种群质量;其次根据余弦函数改进自身行为的特征参数A,将海鸥算法的线性搜索... 详细信息

【目的】本文研究海鸥算法求解最优化问题时存在的收敛速度慢、易陷入局部最优等缺点。【方法】首先融合Fuch混沌映射与精英反向学习策略来初始化海鸥种群,提高种群质量;其次根据余弦函数改进自身行为的特征参数A,将海鸥算法的线性搜索非线性化;最后通过加入莱维飞行机制增加海鸥飞行的随机性,对算法进一步优化。【结果】通过9个基准测试函数和3个工程设计优化问题对I-SOA(Improved-Seagull Optimization Algorithm)性能进行测试,实验结果表明:对于9个基准测试函数,I-SOA算法比标准SOA、PSO、GA算法在寻优精度和收敛速度上都要优越,尤其在求解f7、f9时均求得理论最优解0;对于3个工程设计优化问题,I-SOA算法相比于标准SOA算法寻优精度和收敛速度优势明显,相比于其他群智能优化算法的最优值,适应性和稳定性更强。【结论】I-SOA算法在基准测试函数和工程设计优化问题中均有优异的表现,证实了海鸥算法改进的有效性。

关键词：海鸥算法 Fuch混沌映射精英反向学习策略余弦函数莱维飞行

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改进非线性海鸥算法在矿震定位中的应用

安全与环境学报 2023年第1期23卷 107-115页

作者：罗浩史金朋潘一山张寅宋宝燕丁琳琳辽宁大学信息学院沈阳110036 辽宁大学环境学院沈阳110036 辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

为了提高矿震定位精度,保证算法能快速收敛且具有较强鲁棒性,提出了一种基于改进非线性海鸥算法的矿震定位算法(Robust Difference Seagull Optimization Algorithm,RD-SOA)。该算法首先计算差值矩阵,提出采用稳健差值法作为目标函数,... 详细信息

为了提高矿震定位精度,保证算法能快速收敛且具有较强鲁棒性,提出了一种基于改进非线性海鸥算法的矿震定位算法(Robust Difference Seagull Optimization Algorithm,RD-SOA)。该算法首先计算差值矩阵,提出采用稳健差值法作为目标函数,其次基于海鸥算法,提出非线性惯性权重,最后通过海鸥间相互作用求解震源点位置。通过模拟试验分析,当波速在-1%~1%、-3%~3%和-5%~5%的范围内浮动时,RD-SOA的定位精度均优于传统的非线性最小二乘法(Nonlinear Least Square,NLS)和Geiger定位法及改进前的SOA,相同情况下,RD-SOA比SOA的收敛速度提高了67%。通过柿竹园金属矿人工爆破数据进行对比分析,RD-SOA定位结果的绝对误差由原始SOA的13.7 m降低至3.8 m。对某煤矿的一次大能量矿震事件进行定位,震源位于采空区顶板上方38 m厚细砂岩层中,受开采影响导致工作面后方顶板断裂,为本次事件提供了能量源。

关键词：安全工程矿震定位稳健估计惯性权重海鸥算法

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海鸥算法优化核极限学习机的入侵检测研究

龙岩学院学报 2023年第2期41卷 31-39页

作者：罗俊星漳州职业技术学院电子信息学院福建漳州363000

针对大规模网络数据背景下,传统入侵检测算法检测精度和分类性能不理想问题,提出一种基于改进海鸥算法(ELTSOA)优化核极限学习机(KELM)的入侵检测方法(ELTSOA-KELM)。先运用精英反向策略初始化海鸥种群,再运用Levy飞行和t分布策略更新... 详细信息

针对大规模网络数据背景下,传统入侵检测算法检测精度和分类性能不理想问题,提出一种基于改进海鸥算法(ELTSOA)优化核极限学习机(KELM)的入侵检测方法(ELTSOA-KELM)。先运用精英反向策略初始化海鸥种群,再运用Levy飞行和t分布策略更新海鸥位置。用改进的海鸥算法对核极限学习机参数寻优,提高模型的检测精度和分类效果。通过9个标准测试函数,分析比较ELTSOA与SOA、PSO、GWO算法,验证了ELTSOA算法改进策略的有效性。基于NSL-KDD数据集的模拟实验表明,ELTSOA-KELM模型在二分类和五分类的各项评价指标中均表现出优异性能,适用于大数据背景下的入侵检测。

关键词：入侵检测海鸥算法核极限学习机

融合改进Logistics混沌和正弦余弦算子的自适应t分布海鸥算法

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小型微型计算机系统 2022年第11期43卷 2271-2277页

作者：毛清华王迎港燕山大学经济管理学院河北秦皇岛066004

针对基本海鸥算法存在的缺陷,提出一种融合改进Logistics混沌和正弦余弦算子的自适应t分布海鸥算法(ISOA).首先,采用改进Logistics混沌映射初始化种群,使海鸥更加均匀地分布于初始解空间;其次,在海鸥位置更新方式中引入正弦余弦算子来... 详细信息

针对基本海鸥算法存在的缺陷,提出一种融合改进Logistics混沌和正弦余弦算子的自适应t分布海鸥算法(ISOA).首先,采用改进Logistics混沌映射初始化种群,使海鸥更加均匀地分布于初始解空间;其次,在海鸥位置更新方式中引入正弦余弦算子来协调算法的局部搜索和全局搜索,同时加入改进的参数A加快算法收敛速度;然后,引入自适应t分布变异策略,在最优解位置进行扰动变异产生新解,增强算法跳出局部最优的能力;最后,基于8个标准测试函数与3种基本算法进行对比仿真实验,结果表明ISOA与其余3种算法相比,有较强的跳出局部最优能力,收敛速度更快,精度更高.

关键词：海鸥算法改进Logistics混沌正弦余弦算子自适应t分布变异

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基于海鸥算法的圆柱度误差评定方法

机电工程 2023年第3期40卷 422-428页

作者：吴天昊赵则祥王帅飞史鑫朝中原工学院机电学院河南郑州451191

圆柱体零件的几何精度直接影响到机械设备的总体性能,而圆柱度误差是圆柱体零件的几何误差之一,对圆柱度误差进行精确测量和评估十分重要。针对最小区域圆柱度误差评定能否达到全局最优的问题,提出了一种基于新型元启发式海鸥算法(SOA)... 详细信息

圆柱体零件的几何精度直接影响到机械设备的总体性能,而圆柱度误差是圆柱体零件的几何误差之一,对圆柱度误差进行精确测量和评估十分重要。针对最小区域圆柱度误差评定能否达到全局最优的问题,提出了一种基于新型元启发式海鸥算法(SOA)的圆柱度误差评定方法。首先,对圆柱体轮廓要素的提取进行了阐述,并建立了基于最小区域法的圆柱度误差评定模型;然后,介绍了海鸥优化算法中海鸥的位置更新原理、算法的优化准则和算法流程;最后,用Talyrond 585LT圆柱度仪提取了6个圆柱零件的轮廓数据,并进行了评定,通过对比不同种群数的优化结果,找到了最佳种群数,同时将其所得结果与采用遗传算法(GA)所得结果进行了对比。研究结果表明:种群数的选择对海鸥算法的优化结果影响较大,在种群数为30时能达到最优解,其精度比遗传算法高,其运行时间随着种群数的增加而增加。海鸥算法优化过程稳定,在评定最小区域圆柱度误差(MZC)方面有较好的适应性。

关键词：圆柱度测量仪海鸥算法种群数选择位置更新原理算法优化准则最小区域法圆柱度误差最小区域法

基于改进海鸥算法结合Elman网络的板形模式识别方法

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矿冶工程 2023年第2期43卷 140-144,148页

作者：吕冠艳田学东李奋华山西水利职业技术学院信息工程系山西运城044000 河北大学计算机科学与技术学院河北保定071002 运城学院数学与信息技术学院山西运城044000

为了提高板形模式识别精度,提出了一种基于改进海鸥算法结合Elman网络的板形模式识别方法。将改进的海鸥算法对Elman网络权值阈值进行优化,用于板形模式识别,选取20组数据进行测试,并将结果与基于BP神经网络的板形模式识别和基于传统El... 详细信息

为了提高板形模式识别精度,提出了一种基于改进海鸥算法结合Elman网络的板形模式识别方法。将改进的海鸥算法对Elman网络权值阈值进行优化,用于板形模式识别,选取20组数据进行测试,并将结果与基于BP神经网络的板形模式识别和基于传统Elman网络的板形模式识别方法进行比较,结果表明本文算法精度更高、效果更好,均方误差MSE相比其他算法低2个数量级。

关键词：海鸥算法混沌映射板形模式识别 Elman神经网络板形控制

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基于改进海鸥算法的微电网经济调度研究

基于改进海鸥算法的微电网经济调度研究

作者：陈海龙东北石油大学

学位级别：硕士

由于不可再生能源的持续消耗,所以人们迫切希望寻找一种新的可替代能源。新能源由于环保无污染、清洁高效等特点引起了人们的广泛关注,但是新能源的利用率较低、经济效益差等问题依旧存在。随着智能电网的不断发展,新能源的占比也在不... 详细信息

由于不可再生能源的持续消耗,所以人们迫切希望寻找一种新的可替代能源。新能源由于环保无污染、清洁高效等特点引起了人们的广泛关注,但是新能源的利用率较低、经济效益差等问题依旧存在。随着智能电网的不断发展,新能源的占比也在不断提高,其中经济调度成为微电网中亟待解决的一个难题。本文提出一种综合考虑微电网的经济性、环保性以及可靠性等因素的微电网优化调度模型。首先,微电网考虑的是运行成本、环境污染和弃风弃光惩罚的综合性问题,单一的优化调度只会使某一特定目标得到优化,而使其它目标函数劣化。为了保证各个目标函数之间权重系数的合理分配,采用权重自适应法为不同的目标函数分配合适的权重,使各个目标函数尽可能达到最优解。参数分配不合理可能会导致某一目标函数错失最优解,得不到综合最优的配置方案,通过对不同的参数选取方案进行对比,发现选取合适的参数可以使目标函数的经济成本降低,减少对于环境的污染以及降低弃风弃光现象,使微电网的整体性能提升。通过MATLAB仿真分析可知,选择所用方法,可以使微电网的配置方案更加的合理,综合经济成本更低,同时增加微电网的抗干扰能力。其次,标准海鸥算法具有参数较少、原理简单等优点,但容易陷入局部最优解,为改善标准海鸥算法存在的缺点,使用佳点集改进海鸥的初始种群生成,余弦收敛因子改进海鸥算法的局部搜索能力,标准海鸥算法和共生生物搜索算法相结合,结果表明改进的海鸥算法相比较于标准算法性能更加优越,可以对微电网的设备进行更合理的调度,可以降低微电网整体的运行成本。通过MATLAB仿真分析,求解精度相比较于标准算法也有了提高,收敛速度加快,相比较于标准海鸥算法精度提高了5%,遗传算法提高了7%,在对拓扑结构复杂的微电网经济调度问题的求解上具有一定优势。

关键词：微电网经济调度海鸥算法多目标优化可靠性

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海鸥优化算法的改进研究及应用

海鸥优化算法的改进研究及应用

作者：刘典兴江西理工大学

学位级别：硕士

随着人工智能技术的进步与发展,寻优问题不仅在数学领域中被重点研究,在工业制造、无人驾驶、智能计算等社会领域也受到了广泛关注,其问题本质可以描述为,在限定的条件下对问题的决策变量进行有机组合,进而得出问题的可行解或最佳解决... 详细信息

随着人工智能技术的进步与发展,寻优问题不仅在数学领域中被重点研究,在工业制造、无人驾驶、智能计算等社会领域也受到了广泛关注,其问题本质可以描述为,在限定的条件下对问题的决策变量进行有机组合,进而得出问题的可行解或最佳解决方案。鉴于传统数学方法无法有效解决现实生活中出现的高维多约束优化问题,于是学者们将研究重点转移到基于群智能的元启发式算法上来,利用群智能算法结构灵活,稳定性高,在复杂约束条件下寻优能力强的特点,巧妙弥补传统数学方法在优化问题上的性能短板。海鸥优化算法是近年来兴起的一种基于群智能的元启发式算法,该算法通过对自然界海鸥的迁徙和攻击行为进行仿生实验,在不断迭代计算之后得到优化问题的全局最优解。海鸥算法原理简单、结构灵活、求解效率高且易于实现,在资源调度、空间定位、故障检测以及特征选择等领域拥有较大的应用潜力和较广的应用场景。为更好地解决大规模、多约束的复杂非线性优化问题和进一步探索群智能优化算法的应用场景,本文以海鸥算法(Seagull Optimization Algorithm)为研究对象,针对不同类型的目标优化问题提出了两种改进变体,并取得了以下研究成果:(1)针对单目标工程优化问题,提出了一种基于佳点集映射和双重混合策略的海鸥算法(L-SOA)。使用佳点集映射对种群初始位置进行干扰,提升了种群初始解的质量;对原SOA算法中的线性权重进行替换,增强了种群摆脱局部不利解的能力;将莱维飞行和自适应游走策略融合到原种群更新公式中,维持了算法全局探索和局部开发能力的均衡。在选取的8个性能测试函数上,多角度对比了L-SOA与其他智能优化算法的寻优差异,最后将L-SOA算法用于求解两个经典工程优化问题,获得了所有对比算法中的最佳求解结果。(2)针对多目标特征选择问题,提出了一种基于sigmoid因子和种群削减策略的二进制海鸥算法(DBSOA)。利用sigmoid函数将单目标海鸥优化算法中的位置向量转换为二进制离散值作为特征选择问题的输入,提高了算法的执行效率。其次将种群减少策略引入迭代寻优过程,节省了算法的时间开销。最后在10个UCI经典数据集上进行性能对比测试,DBSOA获得了比其他二进制变体更高的分类准确率和更少的被选特征数量。

关键词：群智能非线性优化海鸥算法佳点集映射特征选择 sigmoid因子

基于改进海鸥优化算法的PID控制器参数优化

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机床与液压 2021年第16期49卷 17-23页

作者：许乐莫愿斌卢彦越广西民族大学人工智能学院广西南宁530006 广西混杂计算与集成电路设计分析重点实验室广西南宁530006 广西民族大学化学化工学院广西南宁530006

PID控制器广泛应用于自动控制、电子等领域,其参数的合理性是衡量系统性能指标的关键因素。引入自适应权重策略来平衡海鸥优化算法的全局搜索和局部搜索能力,通过惯性权重的余弦策略来增强局部搜索能力,以使算法更好地优化PID控制器的... 详细信息

PID控制器广泛应用于自动控制、电子等领域,其参数的合理性是衡量系统性能指标的关键因素。引入自适应权重策略来平衡海鸥优化算法的全局搜索和局部搜索能力,通过惯性权重的余弦策略来增强局部搜索能力,以使算法更好地优化PID控制器的参数。对12个标准测试函数和二阶温控延迟系统进行测试,将算法与遗传算法、粒子群算法、人工鱼群算法进行比较,结果表明此算法具有更优的搜索性能。最后,将算法用于优化PID控制器的参数,结果显示算法具有良好的特性。

关键词：海鸥算法 PID控制器自适应权重策略惯性权重的余弦策略