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计算机应用研究 2022年第5期39卷 1415-1421页

作者：李安东刘升上海工程技术大学管理学院上海201620

针对标准鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)易陷入局部最优解、收敛精度低、收敛速度慢等问题,提出一种利用混合策略改进的鲸鱼优化算法(multi-strategy improved whale optimization algorithm,MSIWOA)。首先采取精英反向策略初始化种群,提高初始种群质量;其次,采取卡方分布的逆累积分布函数更新收敛因子以实现全局探索和局部开发的平衡;然后利用改进氏族拓扑结构强化种群的全局探索能力,并提高算法收敛速度;最后采取circle映射产生混沌解,结合贪婪策略保留较优解,以帮助种群跳出局部最优解。通过对10个基准测试函数以及CEC2019测试函数进行仿真实验,结果表明,MSIWOA在收敛精度和收敛速度上均有较明显的提升。

关键词：精英反向收敛因子氏族拓扑结构 circle映射鲸鱼优化算法

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蜻蜓算法的改进及在甘蔗收获机中的应用

蜻蜓算法的改进及在甘蔗收获机中的应用

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作者：宋俊敏广西民族大学

学位级别：硕士

目前,甘蔗机械化收割过程中存在着堵塞严重、破头率高、切割质量差等问题,进而导致来年甘蔗宿根的发芽率偏低,极大影响了甘蔗的产量和甘蔗机械化的推广。其中,剥叶系统性能的好坏是影响堵塞的关键所在,而切割器是直接影响甘蔗宿根切割... 详细信息

目前,甘蔗机械化收割过程中存在着堵塞严重、破头率高、切割质量差等问题,进而导致来年甘蔗宿根的发芽率偏低,极大影响了甘蔗的产量和甘蔗机械化的推广。其中,剥叶系统性能的好坏是影响堵塞的关键所在,而切割器是直接影响甘蔗宿根切割质量的关键部件,为实现对剥叶性能的优化,以及探究复杂因素对刀盘轴向振动及切割质量的影响规律并实现对切割质量的预测与控制,本文利用智能优化算法的自适应性、容错性以及强鲁棒性以提高甘蔗收获机剥叶系统的性能和对刀盘切割系统的切割质量预测。蜻蜓算法是一种新型群体智能优化算法,该算法源于自然界中蜻蜓捕食和迁徙的群体行为,通过模拟蜻蜓群体飞行、捕食、躲避外敌等过程进行全局搜索和局部搜索,从而实现优化的目的。该算法具有结构简单、易于实现、搜索性能优异且鲁棒性强等特点,然而在解决一些复杂的优化问题时存在收敛后期易陷入局部最优的缺陷,一定程度上影响了对甘蔗收获机的结构性能的优化。为提高甘蔗收获机剥叶系统的性能以及切割质量预测的精度,本文针对基本蜻蜓算法存在的不足进行分析和改进,并将改进后的算法应用于解决甘蔗收获机的优化问题。本文的主要工作如下:(1)引入精英反向学习策略,在保证种群多样性的同时,扩大了搜索区域的范围,同时,在迭代中对蜻蜓个体的位置更新利用指数函数步长来代替原始的线性步长,有效提高了算法的收敛速度,从而增强了算法的全局勘探能力和收敛速度。(2)利用上述改进后的算法实现对剥叶系统的PID控制器参数优化,解决了传统PID参数优化方法易出现费时、震荡且不能保证所调参数最优的问题,同时通过PID控制实现了剥叶和输送工序的速度匹配问题,有效缓解了阻塞问题。(3)为解决传统预测方法对刀盘振动预测精度低、参数选取盲目等问题,提出一种基于蜻蜓算法支持向量机的甘蔗收获机刀盘振动及性能的预测模型。该方法利用蜻蜓群体寻优的过程实现对支持向量机参数的优化,并将优化后的支持向量机对刀盘振动进行预测,实验数据表明,基于蜻蜓算法的支持向量机预测模型具有更高的预测精度和泛化能力,有效地实现了对甘蔗收获机刀盘振动的预测。(4)引入免疫选择算子,利用免疫选择操作对蜻蜓种群进行更新,能够有效抑制算法在收敛过程中易出现的早熟停滞现象,以提高其全局寻优能力和寻优精度。然后利用优化后的蜻蜓算法优化支持向量机的训练参数,并将优化后的支持向量机对甘蔗收获机的宿根切割质量进行预测,仿真结果表明利用改进后的蜻蜓算法优化的支持向量机具有更优的预测性能。

关键词：蜻蜓算法甘蔗收获机 PID控制器精英反向支持向量机切割质量预测模型免疫选择

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蛾群算法及其应用研究

蛾群算法及其应用研究

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作者：杨晓广西民族大学

学位级别：硕士

蛾群算法是模拟飞蛾在夜间朝月光方向飞行的行为而提出的一种新的元启发式方法。该算法因结构直观,容易理解,鲁棒性强,有较好的搜索能力,已被国内外学者广泛地应用于工程优化,电力系统等领域。但随着研究的深入人们发现该算法存在着易... 详细信息

蛾群算法是模拟飞蛾在夜间朝月光方向飞行的行为而提出的一种新的元启发式方法。该算法因结构直观,容易理解,鲁棒性强,有较好的搜索能力,已被国内外学者广泛地应用于工程优化,电力系统等领域。但随着研究的深入人们发现该算法存在着易陷入局部最优,收敛速度慢等缺点,且应用范围有待拓广。本论文针对蛾群算法所存在的不足进行一些分析与改进,目的在于进一步提高蛾群算法的优化性能,拓广其应用领域并完善其算法的理论基础。主要成果如下:(1)提出一种精英反向蛾群算法。精英反向策略的引入,提高蛾群算法种群的多样性,避免算法陷入局部最优,一定程度上加快算法的收敛速度。该算法是通过在当前代最优个体所在区域产生反向个体,并将反向个体与当前最优个体一起参与竞争,优秀个体进入下一代;避免了算法陷入局部最优,提高了算法的收敛速度。(2)针对传统聚类算法存在着依赖初始解,鲁棒性不强,聚类效率低等问题,将蛾群算法应用到聚类分析问题中,蛾群算法在一定程度上克服了传统聚类算法的缺点,减少了传统算法的一些求解步骤,提高了聚类效率。(3)针对传统多阈值分割方法具有计算量大,阈值分割精度不高等缺点。将蛾群算法应用在多阈值图像分割问题中,实验结果表明蛾群算法提高了图像分割效率。

关键词：蛾群算法元启发式方法精英反向聚类算法多阈值图像分割

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