螢火蟲算法研究及其在水下潛器路徑規(guī)劃中的應(yīng)用.pdf

1、螢火蟲算法來源于對螢火蟲群體行為的簡化和模擬,是一種十分新穎的智能優(yōu)化算法。在螢火蟲算法中,亮度大的螢火蟲吸引亮度小的螢火蟲向它移動,從而引導(dǎo)螢火蟲種群不斷地向更好的區(qū)域移動,完成優(yōu)化過程。它具有概念簡單,需要調(diào)整的參數(shù)少,容易實現(xiàn)等優(yōu)點。
　　本課題對標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲算法進行研究,針對其存在的不足,提出了一種改進的螢火蟲算法。另外,提出了多目標(biāo)螢火蟲算法,并用該算法解決水下潛器的路徑規(guī)劃問題。
　　首先,論文深入研究了標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲

2、算法,闡述了算法的仿生學(xué)原理、基本思想、數(shù)學(xué)描述和流程。為了深刻地理解螢火蟲算法以及它和智能優(yōu)化領(lǐng)域其它算法的異同,本文選取了該領(lǐng)域中兩種經(jīng)典的算法——遺傳算法和粒子群算法,同標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲算法進行對比。
　　其次,通過仿真實驗,揭示了標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲算法在較大搜索范圍條件下收斂速度較慢的不足。通過分析其原因,把螢火蟲之間的距離參數(shù)引入到螢火蟲位置更新公式中,提出了一種改進的螢火蟲算法。仿真實驗結(jié)果表明,該算法能夠克服標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲算法對搜索范

3、圍敏感的不足,并改善了原算法的收斂速度和搜索精度。
　　再次,針對多目標(biāo)優(yōu)化問題的特點,結(jié)合螢火蟲算法獨特的優(yōu)化機制,提出了一種多目標(biāo)螢火蟲算法。該算法引入Pareto支配的概念以區(qū)分螢火蟲的亮度,采用外部檔案保存算法在迭代過程中產(chǎn)生的Pareto最優(yōu)解,并采用自適應(yīng)網(wǎng)格法維護外部檔案。對多目標(biāo)優(yōu)化問題測試函數(shù)的仿真實驗結(jié)果表明,該算法能夠得到逼近性和均勻性都比較好的Pareto最優(yōu)解。
　　最后,把多目標(biāo)螢火蟲算法應(yīng)用到水