改进鲸鱼算法求解工程设计优化问题

来源：计算机集成制造系统杂志2021年第7期北京时间：

作者：刘景森,马义想,李煜

单位：1.河南大学软件学院2.河南大学河南省智能数据处理工程研究中心3.河南大学管理科学与工程研究所

摘要：为了更好求解工程设计优化问题,提升鲸鱼算法的寻优性能和应用能力,提出一种基于分段式随机惯性权重和最优反馈机制的鲸鱼优化算法。在随机游走觅食策略中引入基于当前全局最优解的反馈机制,加快算法收敛速度,增强求解稳定性;在收缩包围策略和螺旋气泡网捕食策略中引入分段式随机惯性权重,提高算法的寻优精度和跳出局部极值的能力;对越界处理进行修正和改进,消除了进化成果可能丢失的隐患。通过理论分析证明了该改进算法与基本鲸鱼算法的时间复杂度相同。6种代表性对比算法在12个复杂基准测试函数和3个工程优化设计问题上的实验结果表明,该改进算法的寻优性能、求解稳定性、对不同问题的适用性和有效性均明显优于其他5种对比算法。

关键词：工程设计,优化,鲸鱼优化算法,反馈机制,越界处理,时间复杂度

基金资助：国家自然科学基金资助项目(71601071);河南省重点研发与推广专项资助项目(182102310886);河南大学研究生教育创新与质量提升资助项目(SYL18060145,SYL19050104)。