非線形最適化問題に対する安定的かつ効率的な集団的最適化手法に関する研究

非线性优化问题稳定高效的集体优化方法研究

基本信息

批准号：
19K04916
负责人：
高濱節子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima Shudo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04916/
关键词：
非線形最適化問題多峰性最適化問題差分進化粒子群最適化近接グラフ集団的最適化手法失敗情報多腕バンディット問題非線形最適化ペナルティ関数法方向突然変異関数形状推定メタヒューリスティクス集団的最適化進化的計算

项目摘要

本研究の主な目的は，集団的最適化手法(POA)において，効率的に最適化を行うことが困難な多峰性問題，高次元問題，厳しい制約条件を持つ制約付き最適化問題を効率的に解くPOAを開発することである．本年度の主な研究成果は以下の通りである．①高次元の多峰性最適化問題(MOP)に対する最適化手法の検討：先行研究において多峰性問題を解くためにガブリエルグラフを用いた種分化型差分進化(DE)を提案したが，高次元問題に対する最適解の発見数が小さい．新たな近接グラフβRNGを提案し，βをMOPの次元に対応して制御することによって探索性能を向上できることを示した．②解集団の状態を用いたDEの探索性能向上に関する検討：JADEに対して，親から子へのベクトルを内向きベクトルと外向きベクトルに分類し、外向きベクトルの割合を用いて集団の探索状態を推定する方法を提案した．集団が収束している場合は収束を強化するように，移動している場合は移動を強化するようにパラメータを調整する方法を提案し，平均化された外向きベクトルで集団の移動方向を決定する方法を提案した．③解集団の状態を用いた粒子群最適化(PSO)の探索性能向上に関する検討：集団の重心と最良解の間の正規化距離DCBを提案した．DCBの値によって集団の探索状態を収束／移動と推定し，状態に応じた慣性重みwの動的制御と集団の移動加速度を提案した．④外向きベクトル率と平行体交叉による実数値GAの探索性能向上に関する検討：2親を対角頂点とする平行体内に一様に子個体を生成する２親交叉psBLXを提案した．子が親より良いときに親から子に向かうベクトルの内，重心から遠ざかる外向きベクトルの割合を用いて集団の探索状態を推定し，状態に応じてパラメータβを制御し，収束／移動を強化する方法を提案した．

这项研究的主要目的是开发一种有效解决多模式问题，高维问题以及在集体优化方法（POA）严格限制的POA，这些问题难以有效地优化。今年的主要研究结果如下。 1。1。高维多模式优化问题（MOPS）的优化方法：在先前的研究中，使用Gabriel图提出了指定的差异进化（DE）来解决多模式问题，但是高维问题的最佳解决方案的数量很小。我们提出了一个新的接近图βRNG，并表明可以通过响应MOP的尺寸来控制β来改善搜索性能。 2。研究使用解决方案人群的状态改善DE的搜索性能的研究：对于Jade，我们提出了一种将从父对向量分类为向内和外向向量的方法，并使用外向向量的比率估算了种群的搜索状态。我们提出了一种调整参数的方法，以增强人口融合时的收敛性，并在移动时增强运动，以及一种使用平均向外向量来确定种群运动方向的方法。 3）研究使用溶液种群的状态改善粒子群优化（PSO）的搜索性能：我们提出了在种群的重力和最佳溶液之间的归一化距离DCB。我们根据DCB值估计了一个组的搜索状态为收敛/运动，并根据国家提出了对惯性权重W的动态控制，该组作为该组的运动。 4）研究通过向外矢量速率和平行交叉提高实价GA的搜索性能的研究：我们提出了一个两个人的交叉psblx，该psblx均匀地在平行身体中产生孩子个体，并以两个父母为对角线顶点。我们提出了一种方法，使用当孩子比父母更好时从父母偏心的外向向量的比例来估算一个组的搜索状态，并根据状态控制参数β，增强收敛/运动。