教与学增强型鲸鱼优化算法及应用研究

发布时间：2024-04-10 20:18

　　鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA)是一种模拟海洋中座头鲸觅食行为的启发式优化算法,该算法具有结构简单、搜索能力强等特点。随着对WOA算法的深入研究,研究者发现算法自身后期存在着求解精度低、收敛速度慢和易早熟等不足。本论文针对鲸鱼优化算法所存在的不足进行分析和改进,并将改进后的算法应用于实际优化问题,目的在于进一步完善WOA算法理论和拓广其应用范围。本文的主要工作有如下3个方面:(1)为增强鲸鱼优化算法的开采能力,提高算法的收敛精度,受教与学策略的启发,将教学阶段和WOA算法结合形成教学鲸鱼优化算法(Teaching Whale Optimization Algorithm,TWOA),提高算法候选解的质量。针对算法后期易陷入局部最优,将单纯形法作为一种随机变异策略引入TWOA算法,提出一种教与学增强型鲸鱼优化算法(TSWOA),增强种群的多样性,提高算法的勘探能力,避免算法过早陷入局部最优。实验结果表明了教与学增强型鲸鱼优化算法具有收敛速度快,精度高等特点。(2)将教与学增强型鲸鱼优化算法应用于优化神经网络结构,基于标准UCI数据测试集,选...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1鲸鱼的气泡捕食行为Fig.2.1Bubble-netfeedingbehaviorofhumpbackwhales

广西民族大学硕士学位论文2基本鲸鱼优化算法62基本鲸鱼优化算法2.1引言座头鲸在大海中通常以扑食鱼、虾为生，它的捕食行为被称为汽泡网捕食法。气泡网捕食法为鲸鱼首先潜入水深约12米处，以螺旋形姿势向水面上游动，同时以螺旋状吐出许多大小不等的气泡，这些气泡最终形成一个圆形的气慕大网，....

图3.1单纯形法原理

广西民族大学硕士学位论文3教与学增强型鲸鱼优化算法1220.endfor21.tt+=122.endwhile23.ReturnX*3.3.2单纯形法的原理尽管TWOA算法提高了WOA的求解精度，但算法后期易获得局部极值，因此引入单纯形法[69]不仅增加了种群的多样性，而且改变了....

图3.48焊接梁设计问题

广西民族大学硕士学位论文3教与学增强型鲸鱼优化算法30度。无论是在单峰、多峰还是在固定维多峰测试函数上，算法都有很强的跳出局部最优和寻求全局最优能力。在下一小节中，将TSWOA算法应用于2个经典的工程实例优化中以测试TSWOA的优越性能。3.4.5算法用于解决工程设计优化实例本节....

图4.1三层前馈神经网络Fig.4.1Three-layerFNN

广西民族大学硕士学位论文4教与学增强型鲸鱼优化算法用于训练前馈神经网络364.2前馈神经网络和多层感知器前馈神经网络是由许多分布在不同层次的神经元组成。输入层为第一层，输出层为最后一层，隐含层为中间层。在这种结构中，信息是单向传输的，分别通过输入层、隐含层和输出层。具有隐含层的前....

本文编号：3950304