多种群协作差异演化算法及其应用.pdf

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1、试验研究现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2012年第2期多种群协作差异演化算法及其应用‘卢青波1’2，张学良1，温淑花1，兰国生1，刘丽琴1(1太原科技大学机电工程学院，太原030024；2郑州职业技术学院，郑州450121)摘要：针对差异演化算法在求解高维、多峰问题时易陷入局部最优解发生“早熟”的缺陷，提出多种群协作差异演化算法。该算法将种群划分为多个子种群并设置一个精英群，精英群由子种群的最优个体产生，并与群体最优解进行竞争，子种群的最优个体只与精英

2、群个体竞争而不与群体最优解竞争。构建了两种不同邻域结构的多种群协作差异演化算法，仿真结果及工程应用实例表明了算法的有效性。关键词：差异演化；多种群；早熟；邻域结构中图分类号：TP391．9文献标志码：A文章编号：1671---3133(2012)02—0014—05Multi-populationcooperationdifferentialevolutionalgorithmanditsapplicationLuQingb01”，ZhangXuelian91，WenShuhual，LanGuo

3、shen91，LiuLiqinl(1CollegeofMechanicalElectronicEngineering，TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China；2ZhengzhouTechnicalCollege，Zhengzhou450121，China)Abstract：InordertoovercomethepermatureconvergenceofDifferentialEvolution(DE)algori

4、thmsolvingthehigher-dimensionandmulti—modalproblems，Multi—PopulationCooperationDifferentialEvolution(MPCDE)algorithmispropesed．Thepopulationisdividedintoseveralsub—populationsandsetanelitepopulation．Theindividualsofelitepopulationiscomposedofthebesti

5、ndi-vidualsofsub—populationsandcompetewiththeoptimalsolutionofpopulation．Theindividualsofsub-populationsonlycompetewiththeindividualsofelitepopulationandwithoutcompetitionwiththeoptimalsolutionofpopulation．Twomulti—populationcoop-erationdifferentiale

6、volutionalgorithmsareproposedbydifferentneighborhoodstructure，resultsofsimulationsandengineeringoptimizationdesignexampleshowtheeffectivenessoftheproposedalgorithm．Keywords：differentialevolution；multi-population；premature；neighbourhoodstructureO引言差异演

7、化算法(DifferentialEvolution，DE)¨1是一种基于群体差异的进化算法，是RainerStore和Ken—nethPrice在1996年为求解切比雪夫多项式而提出的，随后在各个领域得到了广泛地应用。该算法具有设计简单、收敛速度快等优点。尽管差异演化具有上述优点，但也有其自身的缺陷，如在求解高维、多峰问题时易陷入局部最优等。这主要是由于差异演化算法是一种基于群体的进化方式，要求种群沿着一致的方向进化，通常情况下，这可以使群体趋向于全局极值点。一旦达到全局极值点之后，群体进化中的

8、趋同机制强烈作用，整个群体中的所有个体都趋于一致。这种趋同机制体现在个体的竞争过程中，竞争是全局性的，适应度高的全局极值点在竞争中具有统治地位，其他个体都将向此个体靠拢。这也导致一旦适应度高的个体陷入局部极值点，群体将快速失去多样性，出现“早熟”现象。为此，许多学者对DE算法进行了改进研究旧刮。文献[7]提出了基于多种群的差异演化算法，将种群分为多个子群，进行变异时，随机选取的个体来自互不相同的子群，每隔一定代数，对整个种群进行重组。文献[8]提出了多种群DE，并应用于求解多极值优化问题。文献[