转载自我的个人网站 https://wzw21.cn/2022/01/08/woa/

鲸鱼优化算法

鲸鱼群体

鲸鱼是世界上最大的哺乳动物，是有情感的高智商动物，大部分鲸鱼被认为是食肉动物且群居。座头鲸是最大的长须鲸之一，它们使用一种独特的捕猎方式来猎食虾群和鱼群，被称为泡泡网（Bubble-net）捕猎方式，如图4、图5所示。它们在捕食时以螺旋式逼近猎物，吐出气体形成气泡，迫使鱼群聚集以方便捕食。鲸鱼优化算法便是受启发于鲸鱼（特别是座头鲸）的捕猎方式。

图4：“泡泡网”捕猎示意图，引用自论文《The whale optimization algorithm》

图5：座头鲸捕猎场景

模型与算法

鲸鱼优化算法与灰狼优化算法相似，都采用对目标位置先进行包围再捕食的策略。不同点在于鲸鱼优化算法直接将当前最优解作为包围中心，且鲸鱼优化算法的捕猎逼近过程分为两种，第一种逐步降低距离，另一种以螺旋形逼近。鲸鱼优化算法的基本位置更新方式与灰狼优化算法相同，见灰狼优化算法公式(1)至(4)。

鲸鱼优化算法基于一个随机数p∈[0,1]来决定当前搜索单元的行动，有50%的概率直接根据目标位置进行移动，有50%的概率以螺旋线逼近猎物。鲸鱼在捕猎时的行为被定义为：
X⃗(t+1)={X⃗∗(t)−A⃗⋅D⃗D′⃗⋅ebl⋅cos(2πl)+X⃗∗(t)p<0.5p≥0.5(1)\vec{X}(t+1)= \left\{ \begin{array}{l} \vec{X}^*(t)-\vec{A}\cdot\vec{D} \\ \vec{D'}\cdot e^{bl}\cdot cos(2πl)+\vec{X}^*(t) \end{array} \begin{array}{r} p<0.5 \\ p≥0.5 \end{array} \right. \tag1 X(t+1)={X∗(t)−A⋅DD′⋅ebl⋅cos(2πl)+X∗(t)p<0.5p≥0.5(1)
其中，X⃗∗(t)\vec{X}^*(t)X∗(t)可能是当前最优解的位置也可能是一个随机搜索单元的位置，取决于∣A⃗∣|\vec{A}|∣A∣的值，b决定螺旋线形状，l为随机值∈[-1,1]，D′⃗=∣X⃗∗(t)−X⃗(t)∣\vec{D'}=|\vec{X}^*(t)-\vec{X}(t)|D′=∣X∗(t)−X(t)∣。鲸鱼优化算法搜索机制示意图如图6所示。

图6：鲸鱼优化算法搜素机制，（a）缩小包围机制（b）螺旋更新位置，引用自论文《The whale optimization algorithm》

鲸鱼优化算法的伪代码如下：

初始化鲸鱼种群 Xi (i=1,2,…,n)
计算每个搜索单元的适应度
X*=最优搜索单元
while (t<最大迭代次数)for (每个搜索单元)更新a, A, C, l, pif1 (p<0.5)if2 (|A|<1)根据最优个体更新当前搜索单元的位置else if2 (|A|≥1)随机选择一个搜索单元Xrand根据Xrand更新当前搜索单元的位置end if2else if1 (p≥0.5)根据最优个体螺旋更新当前搜索单元的位置end if1end for检查是否有超出搜索范围的搜索单元，并进行修正计算所有搜索单元的适应度更新X*t=t+1
end while
return X*

群体智能优化算法之鲸鱼优化算法相关推荐

群体智能优化算法之鲸鱼优化算法（Whale Optimization Algorithm，WOA）
获取更多资讯,赶快关注上面的公众号吧! 文章目录鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm,WOA) 1.1 灵感 1.2 数学建模和优化算法 1.2.1 包围捕食(En ...
基于混沌的正余弦鲸鱼优化算法-附代码
基于混沌的正余弦鲸鱼优化算法文章目录基于混沌的正余弦鲸鱼优化算法 1.鲸鱼优化算法 2. 改进鲸鱼优化算法 2.1 混沌初始化种群和参数优化 2.2 正余弦鲸鱼优化算法 2.3 混沌自适应的惯性权 ...
鲸鱼优化算法（WOA）（学习）
鲸鱼优化算法(WOA) 1.前言: 一种元启发式优化算法,模拟座头鲸狩猎行为的元启发式优化算法.目前的工作与其他群优化算法相比的主要区别在于,采用随机或最佳搜索代理来模拟捕猎行为,并使用螺旋来模拟座头 ...
一种改进的鲸鱼优化算法-附代码
一种改进的鲸鱼优化算法文章目录一种改进的鲸鱼优化算法 1.鲸鱼优化算法 2. 改进鲸鱼优化算法 2.1 准反向学习初始化种群 2.2 非线性收敛因子 2.3 自适应权重策略与随机差分法变异策略 3 ...
鲸鱼优化算法及其实现
鲸鱼优化算法(whaleoptimization algorithm, WOA)是群智能算法类型中的一种,通过模拟鲸鱼的行为方式,从而解决优化问题.本章将深入讨论鲸鱼优化算法的实现原理以及如何将算法应 ...
基于精英反向学习和Lévy飞行的鲸鱼优化算法
文章目录一.理论基础 1.鲸鱼优化算法 2.改进鲸鱼优化算法 (1)基于精英反向学习的种群初始化 (2)自适应权重 (3)Lévy飞行二.实验结果与分析三.参考文献一.理论基础 1.鲸鱼优化算 ...
混沌策略和单纯形法改进的鲸鱼优化算法-附代码
混沌策略和单纯形法改进的鲸鱼优化算法文章目录混沌策略和单纯形法改进的鲸鱼优化算法 1.鲸鱼优化算法 2. 改进鲸鱼优化算法 2.1 混沌反向学习初始化种群 2.2 非线性收敛因子和自适应权重策略 ...
鲸鱼优化算法(WOA)及其优秀变体(含MATLAB代码)
先做一个声明:文章是由我的个人公众号中的推送直接复制粘贴而来,因此对智能优化算法感兴趣的朋友,可关注我的个人公众号:启发式算法讨论.我会不定期在公众号里分享不同的智能优化算法,经典的,或者是近几年提出 ...
基于自适应调整权重和搜索策略的鲸鱼优化算法-附代码
基于自适应调整权重和搜索策略的鲸鱼优化算法文章目录基于自适应调整权重和搜索策略的鲸鱼优化算法 1.鲸鱼优化算法 2. 改进鲸鱼优化算法 2.1 自适应调整权重 2.2 自适应调整搜索策略 3.实验 ...

群体智能优化算法之鲸鱼优化算法

目录

鲸鱼优化算法

鲸鱼群体

模型与算法

群体智能优化算法之鲸鱼优化算法相关推荐

最新文章

热门文章