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一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法

李晓磊  
【摘要】: 优化命题的解决存在于许多领域,对于国民经济的发展也有着巨大的应用前景。随着优化对象在复杂化和规模化等方面的提高,基于严格机理模型的传统优化方法在实施方面变得越来越困难。 本文将基于行为的人工智能思想通过动物自治体的模式引入优化命题的解决中,构造了一种解决问题的架构一鱼群模式,并由此产生了一种高效的智能优化算法—人工鱼群算法。 文中给出了人工鱼群算法的原理和详细描述,并对算法的收敛性能和算法中各参数对收敛性的影响等因素进行了分析;针对组合优化问题,给出了人工鱼群算法在其中的距离、邻域和中心等概念,并给出了算法在组合优化问题中的描述;针对大规模系统的优化问题,给出了基于分解协调思想的人工鱼群算法;给出了人工鱼群算法中常用的一些改进方法;给出了人工鱼群算法在时变系统的在线辨识和鲁棒PID的参数整定中两个应用实例;最后指出了鱼群模式和算法的发展方向。 在应用中发现,人工鱼群算法具有以下主要特点: ◆ 算法只需要比较目标函数值,对目标函数的性质要求不高; ◆ 算法对初值的要求不高,初值随机产生或设定为固定值均可以; ◆ 算法对参数设定的要求不高,有较大的容许范围; ◆ 算法具备并行处理的能力,寻优速度较快; ◆ 算法具备全局寻优的能力; 鱼群模式和鱼群算法从具体的实施算法到总体的设计理念,都不同于传统的设计和解决方法,同时它又具有与传统方法相融合的基础,相信鱼群模式和鱼群算法有着良好的应用前景。


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