模擬追逐算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、智能優(yōu)化算法是通過模擬自然生物進(jìn)化或者社會(huì)行為而提出的一種隨機(jī)搜索算法.這些算法具有原理簡(jiǎn)單、模型易于實(shí)現(xiàn)的特征,能夠解決許多傳統(tǒng)方法難以解決的復(fù)雜問題,被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.本文借鑒長(zhǎng)跑比賽運(yùn)動(dòng)員追逐競(jìng)賽的過程,建立了數(shù)學(xué)模型并應(yīng)用于優(yōu)化問題的求解,提出了一種新的智能優(yōu)化算法——模擬追逐算法(Simulated Pursuit Algorithm).模擬追逐算法融合了試探性開拓與有目的性的追逐相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),是一種有效的群體全局優(yōu)化算法

2、.本文首先介紹基本模擬追逐算法,分析了算法的基本原理;為提高算法種群多樣性,引入?yún)f(xié)作算子,提出了協(xié)同進(jìn)化的模擬追逐算法;為將模擬追逐算法應(yīng)用從連續(xù)優(yōu)化問題推廣到離散優(yōu)化問題,對(duì)探測(cè)算子與追逐算子給出了新的設(shè)計(jì)定義,提出一種改進(jìn)的模擬追逐算法求解TSP問題.具體研究工作如下三個(gè)方面:
　　1、提出了新的群體智能算法——模擬追逐算法.該算法設(shè)計(jì)了追逐算子與探測(cè)算子;領(lǐng)先個(gè)體執(zhí)行探測(cè)算子操作以便獲得更優(yōu)位置,落后個(gè)體為取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),設(shè)定

3、追趕目標(biāo),執(zhí)行追逐算子操作,完成跟隨超越,從而實(shí)現(xiàn)群體進(jìn)化尋優(yōu).對(duì)追逐算子進(jìn)行性能分析；采用六個(gè)典型的測(cè)試函數(shù)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),分析了算法的求解精度、收斂速度以及穩(wěn)定性.仿真實(shí)驗(yàn)表明,模擬追逐算法有較快的收斂速度和較高的求解精度,是一種穩(wěn)定的優(yōu)化算法.2、為了維持算法搜索過程中種群多樣性,本文在基本的模擬追逐算法(SPA)中引入三種協(xié)作算子,充分共享個(gè)體間的信息,提出一種協(xié)同進(jìn)化模擬追逐算法.四個(gè)基準(zhǔn)函數(shù)測(cè)試表明,在算法后期加入翻轉(zhuǎn)交叉算子

4、可避免產(chǎn)生過多的重復(fù)解；改進(jìn)后的算法平衡了搜索的集中性和種群多樣性,提高算法跳出局部最優(yōu)的能力；協(xié)同進(jìn)化模擬追逐算法在尋優(yōu)能力與收斂速度均優(yōu)于基本的模擬追逐算法.
　　3、為將模擬追逐算法推廣應(yīng)用到組合優(yōu)化問題,本文提出了一種改進(jìn)的模擬追逐算法求解TSP.算法采用貪心策略與對(duì)稱策略初始化種群;定義交換運(yùn)算、交換矩陣,對(duì)追逐算子和探測(cè)算子給出新的設(shè)計(jì)定義;仿真實(shí)驗(yàn)表明,改進(jìn)的模擬追逐算法對(duì) TSP有更高的求解精度,是一種有效算法.模