智能优化算法及MATLAB实现

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作者：贾鹤鸣、吴迪、宋美佳、赖宇阳

出版社：清华大学出版社

本类榜单：计算机/网络

分类：计算机/网络 > 操作系统/系统开发 > 其他

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ISBN：9787302659815
装帧：平装
册数：暂无
重量：暂无
开本：其他
页数：384
出版时间：2024-03-01
条形码：9787302659815 ; 978-7-302-65981-5

本书特色

《智能优化算法及 MATLAB 实现》拥有多年教学经验的高校教授编写；算法前沿，实验规范，案例丰富，解析深刻，可以帮助学生进行有效学习。每个知识点由浅入深排序，相应知识点结合对应的练习拓展，根据新形态需求，教材配置电子资源(二维码)，融入“工匠精神”的课程思政内容。

内容简介

智能优化算法作为人工智能的重要研究方向之一，为许多领域中复杂的系统优化问题提供了更好的解决方法，因此得到了广泛的应用。《智能优化算法及 MATLAB 实现》按照智能优化算法、测试函数集及常用仿真实验等逻辑脉络由浅至深地进行讲解，便于读者入门并掌握智能优化算法及其 MATLAB 实现的相关知识，为后续学习打下良好基础。全书共 16 章，第 1 至 13 章分别介绍了 13 种智能优化算法的基本原理、流程图、MATLAB 实现和应用案例；第 14 章介绍了 4 套常见的标准测试函数及其 MATLAB 实现；第 15 章介绍了 6 个典型的工程设计问题及其 MATLAB 实现；第 16 章介绍了统计校验指标及代码。《智能优化算法及 MATLAB 实现》既可作为人工智能、计算机科学与技术、电子信息、控制科学与工程等相关专业本科生和研究生的教材，也可作为从事智能优化算法研究与应用的科研人员或技术人员的参考用书。

目录 Contents 第 1 章粒子群优化算法原理及其 MATLAB 实现............................................................ 1 1.1 粒子群优化算法的基本原理 ........................................................................................ 1 1.1.1 初始化阶段 ........................................................................................................ 1 1.1.2 位置和速度的更新 ............................................................................................ 1 1.2 算法流程图 .................................................................................................................... 2 1.3 粒子群优化算法的 MATLAB 实现 .............................................................................. 3 1.4 粒子群优化算法的应用案例 ........................................................................................ 5 1.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................... 5 1.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................... 7 1.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................... 9 参考文献 ............................................................................................................................... 12 第 2 章哈里斯鹰优化算法原理及其 MATLAB 实现 ...................................................... 14 2.1 哈里斯鹰优化算法的基本原理 .................................................................................. 14 2.1.1 探索阶段 .......................................................................................................... 14 2.1.2 探索到开发的转换 .......................................................................................... 15 2.1.3 开发阶段 .......................................................................................................... 15 2.2 算法流程图 .................................................................................................................. 16 2.3 哈里斯鹰优化算法的 MATLAB 实现 ........................................................................ 17 2.4 哈里斯鹰优化算法的应用案例 .................................................................................. 20 2.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 20 2.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 23 2.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 25 参考文献 ............................................................................................................................... 28 第 3 章沙丘猫群优化算法原理及其 MATLAB 实现 ...................................................... 30 3.1 沙丘猫群优化算法的基本原理 .................................................................................. 30 3.1.1 初始化阶段 ...................................................................................................... 30 3.1.2 搜索猎物（探索阶段） .................................................................................. 30 3.1.3 攻击猎物（开发阶段） .................................................................................. 31 3.1.4 探索和开发 ...................................................................................................... 31 3.2 算法流程图 .................................................................................................................. 32 3.3 沙丘猫群优化算法的 MATLAB 实现 ........................................................................ 33 3.4 沙丘猫群优化算法的应用案例 .................................................................................. 35 3.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 35 3.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 37 3.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 39 参考文献 ............................................................................................................................... 42 第 4 章鲸鱼优化算法原理及其 MATLAB 实现 ............................................................. 44 4.1 鲸鱼优化算法的基本原理 .......................................................................................... 44 4.1.1 包围猎物 .......................................................................................................... 44 4.1.2 气泡网攻击（开发阶段） .............................................................................. 45 4.1.3 搜索猎物（探索阶段） .................................................................................. 45 4.2 算法流程图 .................................................................................................................. 45 4.3 鲸鱼优化算法的 MATLAB 实现 ................................................................................ 46 4.4 鲸鱼优化算法的应用案例 .......................................................................................... 48 4.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 48 4.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 51 4.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 53 参考文献 ............................................................................................................................... 56 第 5 章大猩猩部队优化算法原理及其 MATLAB 实现 .................................................. 57 5.1 大猩猩部队优化算法的基本原理 .............................................................................. 57 5.1.1 初始化阶段 ...................................................................................................... 57 5.1.2 探索阶段 .......................................................................................................... 57 5.1.3 开发阶段 .......................................................................................................... 58 5.2 算法流程图 .................................................................................................................. 59 5.3 大猩猩部队优化算法的 MATLAB 实现 .................................................................... 60 5.4 大猩猩部队优化算法的应用案例 .............................................................................. 63 5.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 63 5.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 65 5.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 67 参考文献 ............................................................................................................................... 70 第 6 章教与学优化算法原理及其 MATLAB 实现.......................................................... 72 6.1 教与学优化算法的基本原理 ...................................................................................... 72 6.1.1 初始化阶段 ...................................................................................................... 72 6.1.2 教师阶段 .......................................................................................................... 72 6.1.3 学习阶段 .......................................................................................................... 72 6.2 算法流程图 .................................................................................................................. 73 6.3 教与学优化算法的 MATLAB 实现 ............................................................................ 74 6.4 教与学优化算法的应用案例 ...................................................................................... 76 6.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 76 6.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 79 6.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 81 参考文献 ............................................................................................................................... 84 第 7 章 ?鱼优化算法原理及其 MATLAB 实现 ............................................................. 85 7.1 鱼优化算法的基本原理 .......................................................................................... 85 7.1.1 探索阶段 .......................................................................................................... 85 7.1.2 开发阶段 .......................................................................................................... 85 7.2 算法流程图 .................................................................................................................. 86 7.3 鱼优化算法的 MATLAB 实现 ................................................................................ 87 7.4 鱼优化算法的应用案例 .......................................................................................... 89 7.4.1 求解单峰函数极值问题 .................................................................................. 89 7.4.2 求解多峰函数极值问题 .................................................................................. 92 7.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ................................................................................. 94 参考文献 ............................................................................................................................... 97 第 8 章灰狼优化算法原理及其 MATLAB 实现 ............................................................. 98 8.1 灰狼优化算法的基本原理 .......................................................................................... 98 8.1.1 社会等级制度 .................................................................................................. 98 8.1.2 包围猎物 .......................................................................................................... 98 8.1.3 狩猎攻击 .......................................................................................................... 99 8.2 算法流程图 .................................................................................................................. 99 8.3 灰狼优化算法的 MATLAB 实现 .............................................................................. 100 8.4 灰狼优化算法的应用案例 ........................................................................................ 102 8.4.1 求解单峰函数极值问题 ................................................................................ 102 8.4.2 求解多峰函数极值问题 ................................................................................ 105 8.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................... 107 参考文献 ............................................................................................................................. 110 第 9 章堆优化算法原理及其 MATLAB 实现 ................................................................ 111 9.1 堆优化算法的基本原理 ............................................................................................ 111 9.1.1 公司等级制度 ................................................................................................ 111 9.1.2 下属与直接领导交互的数学模型 ................................................................ 111 9.1.3 同事之间互动的数学模型 ............................................................................ 112 9.1.4 员工自我贡献的数学模型 ............................................................................ 112 9.1.5 联合公式 ........................................................................................................ 112 9.2 算法流程图 ................................................................................................................ 113 9.3 堆优化算法的 MATLAB 实现 .................................................................................. 114 9.4 堆优化算法的应用案例 ............................................................................................ 118 9.4.1 求解单峰函数极值问题 ................................................................................ 118 9.4.2 求解多峰函数极值问题 ................................................................................ 120 9.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................... 122 参考文献 ............................................................................................................................. 125 第 10 章黏菌算法原理及其 MATLAB 实现 ................................................................ 127 10.1 黏菌算法的基本原理 .............................................................................................. 127 10.1.1 接近食物阶段 .............................................................................................. 127 10.1.2 包围食物阶段 .............................................................................................. 128 10.1.3 抓取食物阶段 .............................................................................................. 128 10.2 算法流程图 .............................................................................................................. 128 10.3 黏菌算法的 MATLAB 实现 .................................................................................... 129 10.4 黏菌算法的应用案例 .............................................................................................. 131 10.4.1 求解单峰函数极值问题 .............................................................................. 131 10.4.2 求解多峰函数极值问题 .............................................................................. 134 10.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................. 136 参考文献 ............................................................................................................................. 139 第 11 章算术优化算法原理及其 MATLAB 实现 ......................................................... 140 11.1 算术优化算法的基本原理 ...................................................................................... 140 11.1.1 初始化阶段 .................................................................................................. 140 11.1.2 探索阶段 ...................................................................................................... 140 11.1.3 开发阶段 ...................................................................................................... 141 11.2 算法流程图 .............................................................................................................. 141 11.3 算术优化算法的 MATLAB 实现 ............................................................................ 142 11.4 算术优化算法的应用案例 ...................................................................................... 144 11.4.1 求解单峰函数极值问题 .............................................................................. 144 11.4.2 求解多峰函数极值问题 .............................................................................. 147 11.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................. 149 参考文献 ............................................................................................................................. 152 第 12 章飞蛾扑火优化算法原理及其 MATLAB 实现 .................................................. 153 12.1 飞蛾扑火优化算法的基本原理 .............................................................................. 153 12.1.1 初始化阶段 .................................................................................................. 153 12.1.2 位置更新阶段 .............................................................................................. 154 12.2 算法流程图 .............................................................................................................. 154 12.3 飞蛾扑火优化算法的 MATLAB 实现 .................................................................... 155 12.4 飞蛾扑火优化算法的应用案例 .............................................................................. 158 12.4.1 求解单峰函数极值问题 .............................................................................. 158 12.4.2 求解多峰函数极值问题 .............................................................................. 160 12.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................. 162 参考文献 ............................................................................................................................. 165 第 13 章小龙虾优化算法原理及其 MATLAB 实现 ...................................................... 166 13.1 小龙虾优化算法的基本原理 .................................................................................. 166 13.1.1 初始化阶段 .................................................................................................. 166 13.1.2 定义温度和小龙虾的摄食量 ...................................................................... 167 13.1.3 避暑阶段（探索阶段） .............................................................................. 167 13.1.4 竞争阶段（开发阶段） .............................................................................. 168 13.1.5 觅食阶段（开发阶段） .............................................................................. 168 13.2 算法流程图 .............................................................................................................. 169 13.3 小龙虾优化算法的 MATLAB 实现 ........................................................................ 170 13.4 小龙虾优化算法的应用案例 .................................................................................. 173 13.4.1 求解单峰函数极值问题 .............................................................................. 173 13.4.2 求解多峰函数极值问题 .............................................................................. 175 13.4.3 拉力/压力弹簧设计问题 ............................................................................. 177 参考文献 ............................................................................................................................. 180 第 14 章标准测试函数 .............................................................................................. 181 14.1 23 个标准测试函数 ................................................................................................. 181 14.1.1 23 个标准测试函数的图像及代码 ............................................................. 184 14.1.2 23 个标准测试函数的收敛曲线 ................................................................. 211 14.2 CEC 2014 测试集 .................................................................................................... 215 14.2.1 CEC 2014 测试集的一些定义 .................................................................... 221 14.2.2 CEC 2014 测试集的图像及代码 ................................................................ 228 14.2.3 CEC 2014 测试集的收敛曲线 .................................................................... 265 14.3 CEC 2017 测试集 .................................................................................................... 269 14.3.1 CEC 2017 测试集的一些定义 .................................................................... 276 14.3.2 CEC 2017 测试集的图像及代码 ................................................................ 284 14.3.3 CEC 2017 测试集的收敛曲线 .................................................................... 320 14.4 CEC 2020 测试集 .................................................................................................... 325 14.4.1 CEC 2020 测试集的一些定义 .................................................................... 329 14.4.2 CEC 2020 测试集的图像及代码 ................................................................ 335 14.4.3 CEC 2020 测试集的收敛曲线 .................................................................... 348 第 15 章工程设计问题 .............................................................................................. 351 15.1 焊接梁设计问题 ...................................................................................................... 351 15.2 多片式离合器制动器设计问题 .............................................................................. 353 15.3 减速器设计问题 ...................................................................................................... 356 15.4 汽车防碰撞设计问题 .............................................................................................. 359 15.5 三杆桁架设计问题 .................................................................................................. 361 15.6 压力容器设计问题 .................................................................................................. 363 第 16 章统计校验指标及代码 .................................................................................... 366 16.1 统计数据分析 .......................................................................................................... 366 16.2 探索与开发 .............................................................................................................. 367 16.3 箱形图 ...................................................................................................................... 371 16.4 Wilcoxon 秩和检验 ................................................................................................. 372 16.5 Friedman 检测 .......................................................................................................... 373

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