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独家原创!重磅推出!改进沙猫群优化算法,效果极好!五大经典测试集表现均为最佳!精品力荐!MATLAB代码...

   日期:2024-12-24     移动:https://sicmodule.kub2b.com/mobile/quote/11815.html

沙猫群优化算法(Sand Cat Swarm Optimization,SCSO)是由Amir Seyyedabbasi和Farzad Kiani于2022年提出的一种新的元启发式算法,该算法是一种模仿自然界中沙猫生存行为的智能优化算法。目前该算法在谷歌学术可以查询被引次数为106次。沙猫群算法的原理简单,但算法的寻优效果确实极好的,而且现在还有很多人对该算法进行改进

首先声明本期算法由作者自行改进内容与创新点足够支撑写一篇论文!且第一发布渠道就是微信公众号,此前作者并未在其他任何平台进行发布!也就是说这就是第一手资料!需要的速速下载获取代码的方式放在文末了。

本期推出的新算法为融合麻雀警戒机制与螺旋搜索的沙猫群优化算法(SSCSO),该简写只是作者为了区分原始沙猫群算法而自己临时起的,大家可以根据自己的想法修改这个简写。

融合麻雀警戒机制是作者在仔细考虑了原始沙猫群算法的基础上,持续研究了很久才成功的。

改进亮点

①在五大经典测试集进行测试

在CEC2005,CEC2017,CEC2019,CEC2021,CEC2022五大经典测试集中,融合麻雀警戒机制与螺旋搜索的沙猫群优化算法(SSCSO)表现均为最佳

②程序可一键运行,自动生成统计表格。

每个算法各跑30次,在当前目录下可自动生成excel表格,除了对每个算法的平均值,最佳值,标准差,最差值,中位值进行统计外,还有另外一个表格专门统计秩和检验的结果。

③与经典麻雀算法复杂度保持一致

本期推出的算法不会在循环中多次调用适应度函数,没有添加所谓的贪婪策略,反向学习等增添复杂度的手段。

④与多种智能算法进行对比试验

本期算法一共与其余5种效率或热度较高的智能算法进行对比试验。包括:原始沙猫群算法(SCSO),蜣螂算法(DBO),鹈鹕优化算法(POA),减法优化器算法(SABO),哈里斯鹰优化算法(HHO)。

改进策略详解

关于沙猫群算法的原理网上有很多,之前小淘也介绍过沙猫群算法的原理,本文就不再详细介绍,接下来直接上改进策略

改进点1:加入Cubic混沌映射,增加沙猫群多样性

加入Cubic混沌映射,主要是增加沙猫群初始化的多样性。想要替换为其他混沌映射的小伙伴可以参考这篇文章:10种混沌映射优化灰狼算法,可一键切换。

Cubic混沌映射,公式如下

取x0=0.3,ρ=2.595时,Cubic映射具有较好的混沌遍历性。以下两个图运行plotchaos.m可出现。

改进点2:在沙猫群的搜索猎物阶段加入螺旋搜索策略

在搜索猎物阶段加入螺旋搜索策略,使得沙猫拥有多种搜索路径来更好的调整自身位置,从而提高算法的全局搜索性能。

原始沙猫群算法的搜索猎物阶段公式为

添加螺旋搜索策略因子

融合螺旋搜索因子后的公式如下

融入螺旋探索后,沙猫群将以螺旋形式在搜索空间中搜索,扩展了探索未知区域的能力,使算法跳出局部最优的可能性增加,有效提高算法的全局搜索性能。

改进点3融合麻雀警戒机制

在沙猫群算法第二阶段结束后,增加麻雀警戒机制。沙猫群虽然长时间生活于沙漠之中,然而仍然会被捕食者发现。如野狗、狐狸、狼、一些毒蛇及各种猛禽等等。这些天敌的存在让沙漠猫变得十分敏感而又谨慎:因此笔者认为,将沙猫群融合麻雀的警戒机制,可以使得沙猫群算法更快的提升收敛速度。

当沙猫群意识到危险时,群体边缘的沙猫会迅速向安全区域移动,以获得更好的位置,位于种群中间的沙猫则会随机走动,以靠近其它沙猫。

算法原理会在压缩包中,有专门的word文档讲清楚

结果展示

在CEC2005中测试

这里截了一些图,可以看到在CEC2005函数的测试效果是非常不错的。

将每个算法迭代500次,种群个数设置为30个,每个函数运行30次,求最优值,标准差,平均值,最差值,中位数共五个指标如下,秩和检验结果,箱线图等如下所示。

五种指标结果

秩和检验结果

箱线图

在CEC2017中测试

 这里截了一些图,可以看到在CEC2019函数的测试效果是非常不错的。

将每个算法迭代500次,种群个数设置为30个,每个函数运行30次,求最优值,标准差,平均值,最差值,中位数共五个指标如下,秩和检验结果,箱线图等如下所示。

五种指标结果

秩和检验结果

箱线图

在CEC2019中测试

由于篇幅原因这里就只放箱线图了,从箱线图也完全能看出来算法的效果了。

在CEC2021中测试

由于篇幅原因这里就只放箱线图了,从箱线图也完全能看出来算法的效果了。

独家原创!重磅推出!改进沙猫群优化算法,效果极好!五大经典测试集表现均为最佳!精品力荐!MATLAB代码...

在CEC2022中测试

由于篇幅原因这里就只放箱线图了,从箱线图也完全能看出来算法的效果了。

代码展示

代码目录如下

每个文件子目录如下,以为CEC2005和CEC2017举例展示

每个文件都包含一个作图的程序(plotCEC2005_Main.m,plotCEC2017_Main.m)和一个统计指标一键生成excel和箱线图的程序(runsCEC2005_Main.m,runsCEC2017_Main.m)

运行后,会直接生成表格,其中result.xls即为最优值,标准差,平均值,最差值,中位数指标统计结果ranksumresult.xls为秩和检验结果。

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