智能優(yōu)化算法與MATLAB編程實踐

目    錄
第1章  蜉蝣優(yōu)化算法 1
1.1  基本原理 1
1.1.1  雄性蜉蝣的運動 1
1.1.2  雌性蜉蝣的運動 2
1.1.3  雌雄蜉蝣的交配過程 3
1.1.4  蜉蝣優(yōu)化算法流程 3
1.2  MATLAB實現(xiàn) 4
1.2.1  種群初始化 4
1.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 7
1.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 8
1.2.4  蜉蝣優(yōu)化算法代碼 9
1.3  函數(shù)尋優(yōu) 13
1.3.1  問題描述 13
1.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 14
1.3.3  主函數(shù)設(shè)計 15
1.4  減速器設(shè)計 16
1.4.1  問題描述 16
1.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 18
1.4.3  主函數(shù)設(shè)計 19
參考文獻 21
第2章  哈里斯鷹優(yōu)化算法 22
2.1  基本原理 22
2.1.1  搜索階段 23
2.1.2  從搜索到開發(fā)的轉(zhuǎn)換階段 23
2.1.3  開發(fā)階段 24
2.1.4  哈里斯鷹優(yōu)化算法流程 27
2.2  MATLAB實現(xiàn) 28
2.2.1  種群初始化 29
2.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 31
2.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 32
2.2.4  Levy飛行函數(shù) 33
2.2.5  算法代碼 34
2.3  函數(shù)尋優(yōu) 37
2.3.1  問題描述 37
2.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 38
2.3.3  主函數(shù)設(shè)計 38
2.4  拉伸/壓縮彈簧設(shè)計 40
2.4.1  問題描述 40
2.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 40
2.4.3  主函數(shù)設(shè)計 41
參考文獻 43
第3章  獅群優(yōu)化算法 44
3.1  基本原理 44
3.1.1  獅王更新方式 45
3.1.2  母獅更新方式 45
3.1.3  幼獅更新方式 46
3.1.4  獅群優(yōu)化算法流程 47
3.2  MATLAB實現(xiàn) 48
3.2.1  種群初始化 48
3.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 51
3.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 51
3.2.4  獅群優(yōu)化算法代碼 52
3.3  函數(shù)尋優(yōu) 54
3.3.1  問題描述 54
3.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 55
3.3.3  主函數(shù)設(shè)計 56
3.4  壓力容器設(shè)計 57
3.4.1  問題描述 57
3.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 58
3.4.3  主函數(shù)設(shè)計 59
參考文獻 61
第4章  樽海鞘群算法 62
4.1  基本原理 62
4.1.1  樽海鞘群算法的數(shù)學模型 62
4.1.2  樽海鞘群算法流程 64
4.2  MATLAB實現(xiàn) 65
4.2.1  種群初始化 65
4.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 68
4.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 69
4.2.4  樽海鞘群算法代碼 70
4.3  函數(shù)尋優(yōu) 71
4.3.1  問題描述 71
4.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 72
4.3.3  主函數(shù)設(shè)計 73
4.4  三桿桁架設(shè)計 74
4.4.1  問題描述 74
4.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 75
4.4.3  主函數(shù)設(shè)計 76
參考文獻 78
第5章  禿鷹搜索算法 79
5.1  基本原理 79
5.1.1  選擇階段 79
5.1.2  搜索階段 80
5.1.3  俯沖階段 81
5.1.4  禿鷹搜索算法流程 81
5.2  MATLAB實現(xiàn) 82
5.2.1  種群初始化 82
5.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 85
5.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 86
5.2.4  禿鷹搜索算法代碼 87
5.3  函數(shù)尋優(yōu) 89
5.3.1  問題描述 89
5.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 90
5.3.3  主函數(shù)設(shè)計 90
5.4  齒輪傳動設(shè)計 92
5.4.1  問題描述 92
5.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 93
5.4.3  主函數(shù)設(shè)計 93
參考文獻 95
第6章  烏燕鷗優(yōu)化算法 96
6.1  基本原理 96
6.1.1  遷徙行為（勘探階段） 96
6.1.2  攻擊行為（開發(fā)階段） 97
6.1.3  烏燕鷗優(yōu)化算法流程 98
6.2  MATLAB實現(xiàn) 99
6.2.1  種群初始化 99
6.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 102
6.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 102
6.2.4  烏燕鷗優(yōu)化算法代碼 104
6.3  函數(shù)尋優(yōu) 105
6.3.1  問題描述 106
6.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 107
6.3.3  主函數(shù)設(shè)計 107
6.4  懸臂梁設(shè)計 108
6.4.1  問題描述 108
6.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 109
6.4.3  主函數(shù)設(shè)計 110
參考文獻 112
第7章  平衡優(yōu)化器算法 113
7.1  基本原理 113
7.1.1  算法物理背景 113
7.1.2  優(yōu)化原理 114
7.1.3  平衡優(yōu)化器算法流程 116
7.2  MATLAB實現(xiàn) 117
7.2.1  種群初始化 117
7.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 120
7.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 121
7.2.4  平衡優(yōu)化器算法代碼 122
7.3  函數(shù)尋優(yōu) 124
7.3.1  問題描述 124
7.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 125
7.3.3  主函數(shù)設(shè)計 125
7.4  管狀柱設(shè)計 127
7.4.1  問題描述 127
7.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 128
7.4.3  主函數(shù)設(shè)計 129
參考文獻 130
第8章  海洋捕食者算法 132
8.1  基本原理 132
8.1.1  初始化 132
8.1.2  優(yōu)化階段 133
8.1.3  渦流形成與魚群聚集裝置效應(yīng) 134
8.1.4  海洋捕食者算法流程 134
8.2  MATLAB實現(xiàn) 136
8.2.1  種群初始化 136
8.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 139
8.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 139
8.2.4  Levy飛行 140
8.2.5  海洋捕食者算法代碼 141
8.3  函數(shù)尋優(yōu) 144
8.3.1  問題描述 144
8.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 145
8.3.3  主函數(shù)設(shè)計 145
8.4  活塞桿設(shè)計 147
8.4.1  問題描述 147
8.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 148
8.4.3  主函數(shù)設(shè)計 149
參考文獻 151
第9章  算術(shù)優(yōu)化算法 152
9.1  基本原理 152
9.1.1  算術(shù)優(yōu)化算法的原理 152
9.1.2  算術(shù)優(yōu)化算法流程 154
9.2  MATLAB實現(xiàn) 156
9.2.1  種群初始化 156
9.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 158
9.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 159
9.2.4  算術(shù)優(yōu)化算法代碼 160
9.3  函數(shù)尋優(yōu) 162
9.3.1  問題描述 162
9.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 163
9.3.3  主函數(shù)設(shè)計 163
9.4  焊接梁設(shè)計 165
9.4.1  問題描述 165
9.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 167
9.4.3  主函數(shù)設(shè)計 168
參考文獻 169
第10章  蝠鲼覓食優(yōu)化算法 171
10.1  基本原理 171
10.1.1  鏈式覓食 171
10.1.2  螺旋式覓食 172
10.1.3  翻滾式覓食 173
10.1.4  蝠鲼覓食優(yōu)化算法流程 174
10.2  MATLAB實現(xiàn) 175
10.2.1  種群初始化 175
10.2.2  適應(yīng)度函數(shù) 177
10.2.3  邊界檢查和約束函數(shù) 178
10.2.4  蝠鲼覓食優(yōu)化算法代碼 179
10.3  函數(shù)尋優(yōu) 181
10.3.1  問題描述 181
10.3.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 183
10.3.3  主函數(shù)設(shè)計 183
10.4  鋼筋混凝土梁設(shè)計 184
10.4.1  問題描述 185
10.4.2  適應(yīng)度函數(shù)設(shè)計 185
10.4.3  主函數(shù)設(shè)計 186
參考文獻 188
第11章  智能優(yōu)化算法基準函數(shù)集合 189
11.1  基準測試集簡介 189
11.2  基準測試函數(shù)搜索空間繪圖和代碼 191
11.2.1  F1函數(shù) 191
11.2.2  F2函數(shù) 192
11.2.3  F3函數(shù) 193
11.2.4  F4函數(shù) 195
11.2.5  F5函數(shù) 196
11.2.6  F6函數(shù) 197
11.2.7  F7函數(shù) 199
11.2.8  F8函數(shù) 200
11.2.9  F9函數(shù) 201
11.2.10  F10函數(shù) 202
11.2.11  F11函數(shù) 204
11.2.12  F12函數(shù) 205
11.2.13  F13函數(shù) 207
11.2.14  F14函數(shù) 208
11.2.15  F15函數(shù) 209
11.2.16  F16函數(shù) 211
11.2.17  F17函數(shù) 212
11.2.18  F18函數(shù) 213
11.2.19  F19函數(shù) 215
11.2.20  F20函數(shù) 216
11.2.21  F21函數(shù) 218
11.2.22  F22函數(shù) 219
11.2.23  F23函數(shù) 220
參考文獻 222
第12章  智能優(yōu)化算法性能測試 223
12.1  智能優(yōu)化算法評價指標 223
12.1.1  平均值 223
12.1.2  標準差 223
12.1.3  最優(yōu)值和最差值 225
12.1.4  收斂曲線 225
12.2  基準測試函數(shù)測試 226
12.2.1  測試函數(shù)信息 226
12.2.2  測試方法及參數(shù)設(shè)置 226
12.2.3  測試結(jié)果 227
12.2.4  測試代碼 233
12.3  工程案例測試 235
12.3.1  測試案例信息 235
12.3.2  測試方法及參數(shù)設(shè)置 245
12.3.3  測試結(jié)果 246
12.2.4  測試代碼 253