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改良版Tent混沌万有引力搜索算法研究

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简介:
本研究聚焦于改进Tent混沌映射在万有引力搜索算法中的应用,旨在提升算法优化效率与精度,适用于复杂问题求解。 万有引力搜索算法(GSA)相较于传统的优化算法具有更快的收敛速度以及更强的探索性能等特点,但同时也存在容易陷入早熟收敛及局部最优解的问题,并且其搜索能力较弱。为此,本段落提出了一种基于改进Tent混沌映射的万有引力搜索算法(ITC-GSA)。首先通过改善Tent混沌映射来初始化群体,利用该映射序列所具有的随机性、遍历性和规律性的特性使初始群体在可行域内具备更好的随机分布和探索能力;其次引入动态调整策略以优化引力常数G的设置,从而提升算法的整体收敛速度与精度;再次设计了一套成熟度指标用于评估种群状态,并利用Tent混沌映射进行搜索操作来有效抑制早熟现象的发生,帮助群体摆脱局部最优解的问题。最后通过在10个基准函数上开展仿真实验验证了所提方法的有效性,结果表明该算法能够克服GSA容易陷入早熟收敛和局部最优的缺点,并且提高了其寻优效率及精度。

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客服
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  • Tent
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    本研究聚焦于改进Tent混沌映射在万有引力搜索算法中的应用,旨在提升算法优化效率与精度,适用于复杂问题求解。 万有引力搜索算法(GSA)相较于传统的优化算法具有更快的收敛速度以及更强的探索性能等特点,但同时也存在容易陷入早熟收敛及局部最优解的问题,并且其搜索能力较弱。为此,本段落提出了一种基于改进Tent混沌映射的万有引力搜索算法(ITC-GSA)。首先通过改善Tent混沌映射来初始化群体,利用该映射序列所具有的随机性、遍历性和规律性的特性使初始群体在可行域内具备更好的随机分布和探索能力;其次引入动态调整策略以优化引力常数G的设置,从而提升算法的整体收敛速度与精度;再次设计了一套成熟度指标用于评估种群状态,并利用Tent混沌映射进行搜索操作来有效抑制早熟现象的发生,帮助群体摆脱局部最优解的问题。最后通过在10个基准函数上开展仿真实验验证了所提方法的有效性,结果表明该算法能够克服GSA容易陷入早熟收敛和局部最优的缺点,并且提高了其寻优效率及精度。
  • GSA-matlab代码().rar
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    本资源提供了一个基于MATLAB实现的万有引力搜索算法(GSA)的完整代码包。该算法模拟了天体间的引力作用以解决优化问题,适用于科研和工程领域的复杂优化挑战。 完整的基于MATLAB编写的万有引力搜索算法代码可以直接运行,无需任何修改,并包含详细的注释。该代码几乎囊括了所有常用的基准函数,同时也支持添加新的函数。
  • 基于Tent映射优化.pdf
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    本文探讨了Tent映射混沌优化算法的应用与改进,通过理论分析和实验验证,展示了该算法在求解复杂优化问题中的有效性和优越性。 混沌优化算法是一种利用混沌理论来解决复杂优化问题的方法。它通过引入混沌行为增强搜索能力,避免陷入局部最优解,并提高找到全局最优解的可能性。混沌理论研究的是在确定性系统中出现的看似随机的现象,揭示了这些系统的不可预测的行为模式。这种特性使得混沌映射能够模拟更广泛、更随机化的搜索过程,在优化问题上表现出色。 Tent映射因其独特性质而被广泛应用到这类算法之中。它是简单且易于实现的一种混沌映射,具有良好的遍历均匀性——能够在定义域内均匀地生成混沌状态。这确保了它在全局搜索中的高效性和全面探索能力,有助于找到更优解的可能性增加。 具体来说,Tent映射的迭代规则如下:对于[0,1]区间内的任意点x,在不同的位置上应用两种线性的变换公式更新值。当x位于[0, 0.5)时,新的值由2*x计算;而如果x在(0.5, 1]范围内,则通过2*(1-x)来确定新值。这种分段的迭代过程形成了一个“帐篷”形状,在图像上呈现出独特的分布。 尽管Tent映射具有良好的全局搜索能力,但其局部优化精度可能不足。因此,研究者提出了将Tent映射与其他高效的局部搜索策略相结合的方法以改进这一缺点。例如,模式搜索法是一种无需目标函数导数信息的局部探索技术,适用于多峰函数等复杂问题。 通过结合这两种方法——Tent映射负责全局混沌搜寻而模式搜索法则进行细致的局部优化——可以显著提升算法的整体性能和解的质量。这种混合策略不仅增强了全局搜索的能力,也提高了对潜在最优解区域内的精细挖掘能力。 在图像处理领域中,这类算法展示了其独特的优势。面对高维复杂的目标函数时,混沌优化方法能够在短时间内找到理想的解决方案。这使得它适用于诸如图像分割、特征提取和边缘检测等任务,并能显著提升这些应用的性能表现。 此外,在参数估计或机器学习模型选择等领域,Tent映射混沌优化算法也显示出强大的潜力。通过在众多候选方案中寻找最优组合,可以极大提高系统的表现效果。 综上所述,基于Tent映射的混沌优化方法结合了混沌理论和局部搜索技术的优点,为解决复杂的全局最优化问题提供了一种有效的途径,并将在更多实际应用领域展现出其独特价值。
  • 基于的函数优化(MATLAB)
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    本研究提出了一种新型的启发式优化算法——万有引力搜索算法,并通过MATLAB实现了对多种标准测试函数的优化求解。 万有引力搜索算法(Gravitational Search Algorithm,GSA)是由伊朗克曼大学的Esmat Rashedi等人在2009年提出的一种新的启发式优化方法。该算法基于对物理学中万有引力定律的模拟,形成了一种群体智能优化技术。GSA的基本原理是将搜索粒子视作一组在空间中运动的物体,这些物体之间通过万有引力相互作用,并且它们的运动遵循动力学规律。
  • (GSA).rar
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    本资源为《引力搜索算法》压缩文件,包含详细介绍、代码示例及应用案例,适用于研究与学习优化问题解决方法。 GSA引力搜索.rar 这段描述并未包含任何联系信息或链接。如有更多关于文件内容或其他相关信息的需求,请告知。
  • 基于Tent初始化和高斯扰动的麻雀(CSSA)复现及优化
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    本研究提出一种改进的麻雀搜索算法(CSSA),结合了改良的Tent混沌映射进行初始种群生成,以及引入高斯扰动以增强探索能力,旨在解决复杂问题时提高搜索效率和精度。 麻雀搜索算法(SSA)文章复现改进包括:引入改进的Tent混沌初始化、改进的Tent混沌扰动以及高斯扰动策略——称为CSSA。复现内容涵盖: - 改进后的算法实现; - 23个基准测试函数的应用与验证; - 对改进策略进行图示分析,展示其效果; - 文中三种不同类型的混沌图(如Tent映射)的详细解析; - 将改进后的方法CSSA与原始SSA进行全面对比。 代码编写时考虑到了新手的学习需求,在每一个关键步骤都添加了详细的注释说明。这使得整个程序不仅功能强大,而且易于理解和修改,非常适合编程初学者参考学习。
  • K-means
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    本研究针对传统K-means算法的不足,提出了一种改进方案,旨在提高聚类效果和算法效率,适用于大数据环境下的数据挖掘任务。 这是一款用MATLAB语言编写的K-means算法改进程序,代码完整且易于理解,并包含实际数据集。该程序有助于对K-means算法感兴趣的学者或开发人员进行研究与开发。
  • 狼群
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    本研究致力于改进传统狼群算法,通过引入新的机制和策略增强其搜索效率与精度,以解决更广泛的优化问题。 本段落基于狼群算法的基本思想提出了探狼更新规则,并引入了相位因子以提升探狼的搜索灵活性;为了增强猛狼对目标的围攻能力,定义并计算了围攻半径的概念及其变化,这有助于提高算法跳出局部最优解的能力;同时改进了传统狼群算法中的步长种类,并设计了一个新的位置更新公式用于优化猛狼的位置。结合混沌优化思想,构建了一种改进型的狼群算法框架。通过测试函数和路径规划问题的应用实例验证了该方法的有效性,并与传统的狼群算法进行了对比分析。
  • 基于策略的进鲸鱼优化
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    本研究提出了一种结合混沌搜索策略的改进鲸鱼优化算法,旨在提高算法在复杂问题求解中的探索能力和收敛速度。 为了改善鲸鱼优化算法在探索与开发能力协调不足及容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于混沌搜索策略的改进鲸鱼优化算法(CWOA)。首先采用了混沌反向学习方法来生成初始群体,确保了全局搜索过程中的多样性;其次设计了一个非线性混沌扰动机制协同更新收敛因子和惯性权重,以此平衡探索与开发之间的关系;最后结合种群进化过程中最优个体的混沌搜索策略以降低算法陷入局部极值的可能性。通过10个基准测试函数及6个复合测试函数验证了该方法的有效性,实验结果显示CWOA在收敛速度、精度以及鲁棒性能方面均优于对比算法。
  • (GSA)-master.zip
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    万有引力算法(GSA)代码包提供了实现基于牛顿力学原理优化问题求解的工具和示例程序。该算法模拟天体间的相互作用,适用于连续空间中的全局寻优任务。 引力搜索算法(GSA)在2009年首次被提出,这是一种基于万有引力定律和牛顿第二定律的种群优化算法。该算法通过调整粒子的位置来寻找最优解:随着计算过程的进行,粒子间根据它们之间的万有引力相互作用,在搜索空间内不断移动。当这些粒子到达最佳位置时,即意味着找到了问题的最优解。GSA利用了宇宙中质量和重力之间相互影响的基本原理,以此为基础构建优化算法机制。