螢火蟲(chóng)算法研究及其在水下潛器路徑規(guī)劃中的應(yīng)用.pdf

1、螢火蟲(chóng)算法來(lái)源于對(duì)螢火蟲(chóng)群體行為的簡(jiǎn)化和模擬,是一種十分新穎的智能優(yōu)化算法。在螢火蟲(chóng)算法中,亮度大的螢火蟲(chóng)吸引亮度小的螢火蟲(chóng)向它移動(dòng),從而引導(dǎo)螢火蟲(chóng)種群不斷地向更好的區(qū)域移動(dòng),完成優(yōu)化過(guò)程。它具有概念簡(jiǎn)單,需要調(diào)整的參數(shù)少,容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。
　　本課題對(duì)標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法進(jìn)行研究,針對(duì)其存在的不足,提出了一種改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法。另外,提出了多目標(biāo)螢火蟲(chóng)算法,并用該算法解決水下潛器的路徑規(guī)劃問(wèn)題。
　　首先,論文深入研究了標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)

2、算法,闡述了算法的仿生學(xué)原理、基本思想、數(shù)學(xué)描述和流程。為了深刻地理解螢火蟲(chóng)算法以及它和智能優(yōu)化領(lǐng)域其它算法的異同,本文選取了該領(lǐng)域中兩種經(jīng)典的算法——遺傳算法和粒子群算法,同標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法進(jìn)行對(duì)比。
　　其次,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),揭示了標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法在較大搜索范圍條件下收斂速度較慢的不足。通過(guò)分析其原因,把螢火蟲(chóng)之間的距離參數(shù)引入到螢火蟲(chóng)位置更新公式中,提出了一種改進(jìn)的螢火蟲(chóng)算法。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠克服標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法對(duì)搜索范

3、圍敏感的不足,并改善了原算法的收斂速度和搜索精度。
　　再次,針對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的特點(diǎn),結(jié)合螢火蟲(chóng)算法獨(dú)特的優(yōu)化機(jī)制,提出了一種多目標(biāo)螢火蟲(chóng)算法。該算法引入Pareto支配的概念以區(qū)分螢火蟲(chóng)的亮度,采用外部檔案保存算法在迭代過(guò)程中產(chǎn)生的Pareto最優(yōu)解,并采用自適應(yīng)網(wǎng)格法維護(hù)外部檔案。對(duì)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題測(cè)試函數(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能夠得到逼近性和均勻性都比較好的Pareto最優(yōu)解。
　　最后,把多目標(biāo)螢火蟲(chóng)算法應(yīng)用到水