元启发式闪电搜索算法及应用研究
发布时间：2020-06-15 09:30
【摘要】：闪电搜索算法是受自然天气闪电现象的启发于2015年被提出的一种新兴元启发式优化算法。它模拟了闪电梯级先导传播机制及其具有丰富分叉结构特征,通过过渡放电体、空间放电体和引导放电体3种现象建立模型而设计出的优化算法,并表现出良好的全局优化性能。该算法具有结构简单、调节参数少和收敛速度快等优点,受到了愈来愈多学者的关注。随着研究的深入,研究者发现闪电搜索算法存在前期收敛速度过快、易陷入局部最优、求解精度不高等缺陷,限制了闪电搜索算法的应用范围。本文主要对闪电搜索算法进行分析与改进,提高算法的探索和开采能力,并将改进后的算法解决一些优化问题,目的在于进一步完善闪电搜索算法的理论基础并拓展其应用范围。本文的主要工作内容包括:(1)引入单纯形法改进算法求解精度不高的缺点,提高算法局部开采能力,在全局探索过程中采用精英反向学习策略扩大算法的搜索空间,避免算法陷入局部最优,提出了一种基于闪电搜索算法和单纯形法的混合优化算法,该算法应用在函数优化具有更高的求解精度和收敛速度以及更强的稳定性。将改进的算法应用于工程结构设计优化问题,表明了该算法解决实际优化问题的优越性。(2)为进一步拓展闪电搜索算法的应用领域,将其应用于电磁波垂直入射的多层吸波材料优化设计,提出了一种基于二进制闪电搜索算法和模拟退火的混合优化算法。二进制闪电搜索算法解决离散二进制优化问题具有较高的搜索精度,避免算法陷入局部最优,引入模拟退火算法,并加入交叉和变异算子增加种群多样性,提高算法的收敛速度。该改进的算法在多层吸波材料的优化设计问题上比其他元启发式算法获得更薄且反射系数更低的优化结果。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP18
【图文】：
图２．１闪电搜索算法流程图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ＬＳＡ逡逑２．邋３本章小结逡逑本章详细介绍了闪电搜索算法的产生背景和基本原理，算法涉及到的参数及逡逑
多面体移动到最小点作为优化进程［２２，２３］的想法。在本章中，使用单纯形法来优化逡逑具有最差目标函数值的Ｋ个闪电先导的位置，提高算法局部搜索能力并加快算法逡逑收敛速度。单纯形法的搜索点如图３．１所示，本章采用单纯形法策略的具体步骤逡逑如下：逡逑最优点Ｉｇ逦扩张点逡逑最差点；也缩点、；ｒｅ逡逑次`叺悖忮义贤迹常钡ゴ啃畏ㄋ阉鞯牟煌沐义希疲椋纾澹常卞澹樱椋恚穑欤澹澹恚澹簦瑁铮溴澹簦镥澹螅澹幔颍悖桢澹妫铮蝈澹洌椋妫妫澹颍澹睿翦澹穑铮椋睿簦箦义希樱簦澹疱澹保杭扑闼卸サ慵粗秩褐兴邢鹊几鎏迨视Χ群担偕枳钚∈视﹀义隙戎嫡呶钣牛范ㄗ钣诺阄。斡诺阄：停烁鲎畈畹悖∑渲幸桓鲎畈铄义系慵俏兀祝诲义希樱簦澹疱澹玻杭扑阕钣诺悖绾痛斡诺悖恋闹行奈恢茫桑哄义希插义希樱簦澹穑常航畈畹悖饕谰葜行牡悖分葱蟹瓷洳僮鳎哄义希蝈澹藉澹澹澹幔澹澹鳎╁危ǎ常玻╁义掀渲校蚴欠瓷涞悖跺澹藉澹笔欠瓷湎凳＜扑惴瓷涞悖薜氖视Χ群担ǎ颍诲义希樱簦澹疱澹矗喝绻说疲及粟觯得鞣瓷涞姆较蛘罚葱蟹匠蹋ǎ常常┑睦┱挪僮鳎义戏裨蚪耄樱簦澹疱澹怠ｅ义希邋澹藉澹澹澹郏颍╁危ǎ常常╁义掀渲校妒抢┱诺悖蝈澹藉澹椋凳抢┱畔凳＜扑憷┱诺悖薜氖视Χ群担ㄒ椋ｅ义先绻ǎ澹迹ǎ纾迦〈鳎裨颍唬椋羧〈鳎诲义希樱簦澹疱澹担喝绻ǎ颍＃ǎ鳎得鞣瓷涞姆较虺龃恚葱蟹匠蹋ǎ常矗┑难顾醪馘义献
本文编号：2714222
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP18
【图文】：
图２．１闪电搜索算法流程图逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ邋ｏｆ邋ＬＳＡ逡逑２．邋３本章小结逡逑本章详细介绍了闪电搜索算法的产生背景和基本原理，算法涉及到的参数及逡逑
多面体移动到最小点作为优化进程［２２，２３］的想法。在本章中，使用单纯形法来优化逡逑具有最差目标函数值的Ｋ个闪电先导的位置，提高算法局部搜索能力并加快算法逡逑收敛速度。单纯形法的搜索点如图３．１所示，本章采用单纯形法策略的具体步骤逡逑如下：逡逑最优点Ｉｇ逦扩张点逡逑最差点；也缩点、；ｒｅ逡逑次`叺悖忮义贤迹常钡ゴ啃畏ㄋ阉鞯牟煌沐义希疲椋纾澹常卞澹樱椋恚穑欤澹澹恚澹簦瑁铮溴澹簦镥澹螅澹幔颍悖桢澹妫铮蝈澹洌椋妫妫澹颍澹睿翦澹穑铮椋睿簦箦义希樱簦澹疱澹保杭扑闼卸サ慵粗秩褐兴邢鹊几鎏迨视Χ群担偕枳钚∈视﹀义隙戎嫡呶钣牛范ㄗ钣诺阄。斡诺阄：停烁鲎畈畹悖∑渲幸桓鲎畈铄义系慵俏兀祝诲义希樱簦澹疱澹玻杭扑阕钣诺悖绾痛斡诺悖恋闹行奈恢茫桑哄义希插义希樱簦澹穑常航畈畹悖饕谰葜行牡悖分葱蟹瓷洳僮鳎哄义希蝈澹藉澹澹澹幔澹澹鳎╁危ǎ常玻╁义掀渲校蚴欠瓷涞悖跺澹藉澹笔欠瓷湎凳＜扑惴瓷涞悖薜氖视Χ群担ǎ颍诲义希樱簦澹疱澹矗喝绻说疲及粟觯得鞣瓷涞姆较蛘罚葱蟹匠蹋ǎ常常┑睦┱挪僮鳎义戏裨蚪耄樱簦澹疱澹怠ｅ义希邋澹藉澹澹澹郏颍╁危ǎ常常╁义掀渲校妒抢┱诺悖蝈澹藉澹椋凳抢┱畔凳＜扑憷┱诺悖薜氖视Χ群担ㄒ椋ｅ义先绻ǎ澹迹ǎ纾迦〈鳎裨颍唬椋羧〈鳎诲义希樱簦澹疱澹担喝绻ǎ颍＃ǎ鳎得鞣瓷涞姆较虺龃恚葱蟹匠蹋ǎ常矗┑难顾醪馘义献
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