【摘要】：近年來(lái),由于具有全局優(yōu)化、通用性且并行處理等能力,種群智能優(yōu)化算法受到了很多關(guān)注。我們主要研究并改進(jìn)了人工蜂群算法和花授粉算法。其中,人工蜂群算法有參數(shù)少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。但是,人工蜂群算法在尋優(yōu)后期會(huì)遇到收斂速度慢、難以平衡探索能力和開發(fā)能力等問(wèn)題。為了改善這種情況,我們提出了改進(jìn)的人工蜂群算法,并應(yīng)用到不確定分?jǐn)?shù)階非線性系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)問(wèn)題上。另外,花授粉算法具有較強(qiáng)的全局尋優(yōu)能力,但在迭代后期容易出現(xiàn)早熟現(xiàn)象、開發(fā)能力差等缺點(diǎn),對(duì)此我們對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn),并用全局優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了測(cè)試。本文的具體工作如下:1.為了平衡人工蜂群算法的開發(fā)能力和探索能力,提出了改進(jìn)的人工蜂群算法。首先,種群初始化是算法的第一步,也是比較重要的一步,是后面迭代的基礎(chǔ)和保障。為了得出更好的初始種群,我們運(yùn)用了混沌優(yōu)化算法和反向?qū)W習(xí)方法結(jié)合的方式。其次,更新方程是算法迭代的核心,我們采用了兩個(gè)新的更新方程來(lái)平衡開發(fā)能力和探索能力。另外,受到Nelder-Mead單純形法的啟發(fā),我們使人工蜂群算法與之結(jié)合來(lái)解決迭代后期收斂速度慢的問(wèn)題。最后,我們選用了兩個(gè)分?jǐn)?shù)階混沌系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與其他算法相比,改進(jìn)的人工蜂群算法有更高的精度,更快的收斂速度。2.為了改善算法后期收斂速度慢等缺點(diǎn),提出了一種帶有記憶的自適應(yīng)花授粉算法。與人工蜂群算法類似,我們用混沌優(yōu)化算法和反向?qū)W習(xí)結(jié)合的方式來(lái)生成初始種群。另外,算法中全局探索和局部開發(fā)的平衡是很難控制的,而花授粉算法中的轉(zhuǎn)換概率則是兩種能力平衡的關(guān)鍵。我們采用自適應(yīng)的概率機(jī)制,也就是根據(jù)兩個(gè)搜索方程成功找到更優(yōu)點(diǎn)的次數(shù)來(lái)決定轉(zhuǎn)化概率值是否增加,這樣可以實(shí)現(xiàn),在早期全局探索的概率大,而在后期局部開發(fā)的可能性大。還有我們考慮到動(dòng)物的記憶性,并且花授粉現(xiàn)象中傳粉者多數(shù)都是生物,從而將記憶機(jī)制加入到算法中。最后,我們選用了 14組測(cè)試函數(shù)來(lái)對(duì)比算法的性能,結(jié)果表示,在全局優(yōu)化問(wèn)題上,花授粉算法得到的全局最優(yōu)點(diǎn)更加精確,收斂速度更快。
【圖文】：

２．１基本的人工蜂群算法逡逑基本的人工蜂群算法是由Ｋａｒａｂｏｇａ在２００５年提出的［３，６１－６３１，主要模擬的蜂群逡逑的智能覓食行為，是一種非常有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)化方法。蜜蜂的覓食行為如圖２．１所逡逑示。在ＡＢＣ算法中，蜂群中主要由三種蜜蜂組成：雇傭蜂、觀察蜂和偵查蜂。在逡逑現(xiàn)實(shí)中，蜂群中有一半是雇傭蜂，另一半是觀察蜂。也就是說(shuō)，雇傭蜂的數(shù)量是逡逑和觀察蜂的數(shù)量相同的。其中，雇傭蜂負(fù)責(zé)在蜂巢附近尋找合適的的食物源并通逡逑過(guò)跳舞的方式將蜜源的位置、食物數(shù)量等信息告知觀察蜂，，然后，觀察蜂根據(jù)雇逡逑傭蜂傳遞的信息（即適應(yīng)度值）選擇一個(gè)較好的蜜源在它附近尋找一個(gè)新的蜜源并逡逑將兩者中較好的位置作為新的蜜源。同時(shí)，當(dāng)一個(gè)食物源的位置在進(jìn)行一定的次逡逑數(shù)（預(yù)先設(shè)定的）尋找后，還未得到更新時(shí)，這個(gè)位置將被雇傭蜂放棄，生成一個(gè)逡逑新的位置，同時(shí)，雇傭蜂將變成偵查蜂。標(biāo)準(zhǔn)的ＡＢＣ算法的幾個(gè)階段如下所述。逡逑邐１邐／邋ＥＦ１邐蜜源Ａ逡逑

介可以長(zhǎng)距離飛行，因此它們可以被視為全局授粉。此外，蜜蜂和鳥類可以表現(xiàn)逡逑出飛行行為，其中跳躍或飛行距離步長(zhǎng)服從Ｌ６ｖ；ｙ分布。具體的Ｌ６ｖ；ｙ飛行如逡逑圖２．２所示。此外，花恒�？梢钥醋魇鞘褂脙煞N花的相似性或差異性。逡逑從生物進(jìn)化的角度來(lái)看，花授粉的目標(biāo)是將最適合生存的植物繁殖下去。這逡逑２０逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O212.7;TP18

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本文編號(hào)：2627145