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智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn)

出版社：清華大學(xué)出版社出版時間：2024-03-01
開本： 其他 頁數(shù)： 384
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智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn) 版權(quán)信息

智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn) 本書特色

《智能優(yōu)化算法及 MATLAB 實(shí)現(xiàn)》擁有多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高校教授編寫；算法前沿，實(shí)驗(yàn)規(guī)范，案例豐富，解析深刻，可以幫助學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)。 每個知識點(diǎn)由淺入深排序，相應(yīng)知識點(diǎn)結(jié)合對應(yīng)的練習(xí)拓展，根據(jù)新形態(tài)需求，教材配置電子資源(二維碼)，融入“工匠精神”的課程思政內(nèi)容。

智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn) 內(nèi)容簡介

智能優(yōu)化算法作為人工智能的重要研究方向之一，為許多領(lǐng)域中復(fù)雜的系統(tǒng)優(yōu)化問題提供了更好的 解決方法，因此得到了廣泛的應(yīng)用！吨悄軆(yōu)化算法及 MATLAB 實(shí)現(xiàn)》按照智能優(yōu)化算法、測試函數(shù)集及常用仿真實(shí)驗(yàn)等邏輯脈絡(luò)由 淺至深地進(jìn)行講解，便于讀者入門并掌握智能優(yōu)化算法及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn)的相關(guān)知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)打 下良好基礎(chǔ)。全書共 16 章，第 1 至 13 章分別介紹了 13 種智能優(yōu)化算法的基本原理、流程圖、MATLAB 實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用案例；第 14 章介紹了 4 套常見的標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn)；第 15 章介紹了 6 個典 型的工程設(shè)計(jì)問題及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn)；第 16 章介紹了統(tǒng)計(jì)校驗(yàn)指標(biāo)及代碼。 《智能優(yōu)化算法及 MATLAB 實(shí)現(xiàn)》既可作為人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子信息、控制科學(xué)與工程等相關(guān)專業(yè)本科生和研究 生的教材，也可作為從事智能優(yōu)化算法研究與應(yīng)用的科研人員或技術(shù)人員的參考用書。

智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn) 目錄

目 錄 Contents 第 1 章 粒子群優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn)............................................................ 1 1.1 粒子群優(yōu)化算法的基本原理 ........................................................................................ 1 1.1.1 初始化階段 ........................................................................................................ 1 1.1.2 位置和速度的更新 ............................................................................................ 1 1.2 算法流程圖 .................................................................................................................... 2 1.3 粒子群優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .............................................................................. 3 1.4 粒子群優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 ........................................................................................ 5 1.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................... 5 1.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................... 7 1.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................... 9 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 12 第 2 章 哈里斯鷹優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ...................................................... 14 2.1 哈里斯鷹優(yōu)化算法的基本原理 .................................................................................. 14 2.1.1 探索階段 .......................................................................................................... 14 2.1.2 探索到開發(fā)的轉(zhuǎn)換 .......................................................................................... 15 2.1.3 開發(fā)階段 .......................................................................................................... 15 2.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 16 2.3 哈里斯鷹優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 17 2.4 哈里斯鷹優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .................................................................................. 20 2.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 20 2.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 23 2.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 28 第 3 章 沙丘貓群優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ...................................................... 30 3.1 沙丘貓群優(yōu)化算法的基本原理 .................................................................................. 30 3.1.1 初始化階段 ...................................................................................................... 30 3.1.2 搜索獵物（探索階段） .................................................................................. 30 3.1.3 攻擊獵物（開發(fā)階段） .................................................................................. 31 3.1.4 探索和開發(fā) ...................................................................................................... 31 3.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 32 3.3 沙丘貓群優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 33 3.4 沙丘貓群優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .................................................................................. 35 3.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 35 3.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 37 3.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 39 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 42 第 4 章 鯨魚優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................. 44 4.1 鯨魚優(yōu)化算法的基本原理 .......................................................................................... 44 4.1.1 包圍獵物 .......................................................................................................... 44 4.1.2 氣泡網(wǎng)攻擊（開發(fā)階段） .............................................................................. 45 4.1.3 搜索獵物（探索階段） .................................................................................. 45 4.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 45 4.3 鯨魚優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ................................................................................ 46 4.4 鯨魚優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .......................................................................................... 48 4.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 48 4.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 51 4.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 53 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 56 第 5 章 大猩猩部隊(duì)優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................. 57 5.1 大猩猩部隊(duì)優(yōu)化算法的基本原理 .............................................................................. 57 5.1.1 初始化階段 ...................................................................................................... 57 5.1.2 探索階段 .......................................................................................................... 57 5.1.3 開發(fā)階段 .......................................................................................................... 58 5.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 59 5.3 大猩猩部隊(duì)優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................................... 60 5.4 大猩猩部隊(duì)優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .............................................................................. 63 5.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 63 5.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 65 5.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 67 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 70 第 6 章 教與學(xué)優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn).......................................................... 72 6.1 教與學(xué)優(yōu)化算法的基本原理 ...................................................................................... 72 6.1.1 初始化階段 ...................................................................................................... 72 6.1.2 教師階段 .......................................................................................................... 72 6.1.3 學(xué)習(xí)階段 .......................................................................................................... 72 6.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 73 6.3 教與學(xué)優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................................ 74 6.4 教與學(xué)優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 ...................................................................................... 76 6.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 76 6.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 79 6.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 81 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 84 第 7 章 ?魚優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................. 85 7.1 䲟魚優(yōu)化算法的基本原理 .......................................................................................... 85 7.1.1 探索階段 .......................................................................................................... 85 7.1.2 開發(fā)階段 .......................................................................................................... 85 7.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 86 7.3 䲟魚優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ................................................................................ 87 7.4 䲟魚優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .......................................................................................... 89 7.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 89 7.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .................................................................................. 92 7.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ................................................................................. 94 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 97 第 8 章 灰狼優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................. 98 8.1 灰狼優(yōu)化算法的基本原理 .......................................................................................... 98 8.1.1 社會等級制度 .................................................................................................. 98 8.1.2 包圍獵物 .......................................................................................................... 98 8.1.3 狩獵攻擊 .......................................................................................................... 99 8.2 算法流程圖 .................................................................................................................. 99 8.3 灰狼優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .............................................................................. 100 8.4 灰狼優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 ........................................................................................ 102 8.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 ................................................................................ 102 8.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 ................................................................................ 105 8.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................... 107 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 110 第 9 章 堆優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ................................................................ 111 9.1 堆優(yōu)化算法的基本原理 ............................................................................................ 111 9.1.1 公司等級制度 ................................................................................................ 111 9.1.2 下屬與直接領(lǐng)導(dǎo)交互的數(shù)學(xué)模型 ................................................................ 111 9.1.3 同事之間互動的數(shù)學(xué)模型 ............................................................................ 112 9.1.4 員工自我貢獻(xiàn)的數(shù)學(xué)模型 ............................................................................ 112 9.1.5 聯(lián)合公式 ........................................................................................................ 112 9.2 算法流程圖 ................................................................................................................ 113 9.3 堆優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................................................. 114 9.4 堆優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 ............................................................................................ 118 9.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 ................................................................................ 118 9.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 ................................................................................ 120 9.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................... 122 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 125 第 10 章 黏菌算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ................................................................ 127 10.1 黏菌算法的基本原理 .............................................................................................. 127 10.1.1 接近食物階段 .............................................................................................. 127 10.1.2 包圍食物階段 .............................................................................................. 128 10.1.3 抓取食物階段 .............................................................................................. 128 10.2 算法流程圖 .............................................................................................................. 128 10.3 黏菌算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................................................... 129 10.4 黏菌算法的應(yīng)用案例 .............................................................................................. 131 10.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 131 10.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 134 10.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................. 136 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 139 第 11 章 算術(shù)優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ......................................................... 140 11.1 算術(shù)優(yōu)化算法的基本原理 ...................................................................................... 140 11.1.1 初始化階段 .................................................................................................. 140 11.1.2 探索階段 ...................................................................................................... 140 11.1.3 開發(fā)階段 ...................................................................................................... 141 11.2 算法流程圖 .............................................................................................................. 141 11.3 算術(shù)優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ............................................................................ 142 11.4 算術(shù)優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 ...................................................................................... 144 11.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 144 11.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 147 11.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................. 149 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 152 第 12 章 飛蛾撲火優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................. 153 12.1 飛蛾撲火優(yōu)化算法的基本原理 .............................................................................. 153 12.1.1 初始化階段 .................................................................................................. 153 12.1.2 位置更新階段 .............................................................................................. 154 12.2 算法流程圖 .............................................................................................................. 154 12.3 飛蛾撲火優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) .................................................................... 155 12.4 飛蛾撲火優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .............................................................................. 158 12.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 158 12.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 160 12.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................. 162 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 165 第 13 章 小龍蝦優(yōu)化算法原理及其 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ...................................................... 166 13.1 小龍蝦優(yōu)化算法的基本原理 .................................................................................. 166 13.1.1 初始化階段 .................................................................................................. 166 13.1.2 定義溫度和小龍蝦的攝食量 ...................................................................... 167 13.1.3 避暑階段（探索階段） .............................................................................. 167 13.1.4 競爭階段（開發(fā)階段） .............................................................................. 168 13.1.5 覓食階段（開發(fā)階段） .............................................................................. 168 13.2 算法流程圖 .............................................................................................................. 169 13.3 小龍蝦優(yōu)化算法的 MATLAB 實(shí)現(xiàn) ........................................................................ 170 13.4 小龍蝦優(yōu)化算法的應(yīng)用案例 .................................................................................. 173 13.4.1 求解單峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 173 13.4.2 求解多峰函數(shù)極值問題 .............................................................................. 175 13.4.3 拉力/壓力彈簧設(shè)計(jì)問題 ............................................................................. 177 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 180 第 14 章 標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù) .............................................................................................. 181 14.1 23 個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù) ................................................................................................. 181 14.1.1 23 個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的圖像及代碼 ............................................................. 184 14.1.2 23 個標(biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的收斂曲線 ................................................................. 211 14.2 CEC 2014 測試集 .................................................................................................... 215 14.2.1 CEC 2014 測試集的一些定義 .................................................................... 221 14.2.2 CEC 2014 測試集的圖像及代碼 ................................................................ 228 14.2.3 CEC 2014 測試集的收斂曲線 .................................................................... 265 14.3 CEC 2017 測試集 .................................................................................................... 269 14.3.1 CEC 2017 測試集的一些定義 .................................................................... 276 14.3.2 CEC 2017 測試集的圖像及代碼 ................................................................ 284 14.3.3 CEC 2017 測試集的收斂曲線 .................................................................... 320 14.4 CEC 2020 測試集 .................................................................................................... 325 14.4.1 CEC 2020 測試集的一些定義 .................................................................... 329 14.4.2 CEC 2020 測試集的圖像及代碼 ................................................................ 335 14.4.3 CEC 2020 測試集的收斂曲線 .................................................................... 348 第 15 章 工程設(shè)計(jì)問題 .............................................................................................. 351 15.1 焊接梁設(shè)計(jì)問題 ...................................................................................................... 351 15.2 多片式離合器制動器設(shè)計(jì)問題 .............................................................................. 353 15.3 減速器設(shè)計(jì)問題 ...................................................................................................... 356 15.4 汽車防碰撞設(shè)計(jì)問題 .............................................................................................. 359 15.5 三桿桁架設(shè)計(jì)問題 .................................................................................................. 361 15.6 壓力容器設(shè)計(jì)問題 .................................................................................................. 363 第 16 章 統(tǒng)計(jì)校驗(yàn)指標(biāo)及代碼 .................................................................................... 366 16.1 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析 .......................................................................................................... 366 16.2 探索與開發(fā) .............................................................................................................. 367 16.3 箱形圖 ...................................................................................................................... 371 16.4 Wilcoxon 秩和檢驗(yàn) ................................................................................................. 372 16.5 Friedman 檢測 .......................................................................................................... 373
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智能優(yōu)化算法及MATLAB實(shí)現(xiàn) 作者簡介

賈鶴鳴，教授，博士，碩士生導(dǎo)師，2012年于哈爾濱工程大學(xué)系統(tǒng)工程專業(yè)獲工學(xué)博士學(xué)位，入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單，主要研究方向?yàn)橹悄軆?yōu)化算法與工程應(yīng)用，以第一作者和通信作者身份共發(fā)表科研論文100余篇，提出原創(chuàng)智能優(yōu)化算法—?魚優(yōu)化算法和小龍蝦優(yōu)化算法。

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