2025年RIS SCI2区,改进白鲸优化算法+复杂非线性方程组求解,深度解析+性能实测

发布于:2025-05-14 ⋅ 阅读:(23) ⋅ 点赞:(0)


1.摘要

本文提出了一种改进白鲸优化算法(ABWOA)用来解决非线性方程组(SNLEs)求解问题。ABWOA引入了平衡因子和非线性自适应参数,实现了探索与开发之间平衡,增加了鲸鱼跳跃的概率,帮助避免陷入局部最优解,并提高了算法在局部搜索中的效率。

2.白鲸优化算法BWO原理

【智能算法】白鲸优化算法(BWO)原理及实现

3.改进策略

平衡因子

随着迭代次数的增加,BWOA算法中的平衡因子的波动范围逐渐从 (0, 1) 缩小至 (0, 0.5)。在图中部分搜索个体在迭代过程中进入探索阶段,而另一部分则转向开发阶段。数据显示,迭代次数与进入开发阶段的概率之间存在正相关关系。然而,如果算法过度集中于开发而忽视探索,尽管收敛速度较快,但全局最优解的发现概率会显著降低。本文提出了一种全新平衡因子采用指数函数实现,用来改善算法在探索与开发之间的平衡。

种群不同迭代次数分布

B f ∗ = B 0 ∗ 0.5 ∗ exp ⁡ ( l − l m a x l m a x ) B_f^*=B_0*0.5*\exp\left(\frac{l-l_{max}}{l_{max}}\right) Bf=B00.5exp(lmaxllmax)

非线性自适应参数

本文提出了非线性自适应参数(NLA)替代鲸鱼下落概率 W f W_f Wf,NLA增加了鲸鱼下落概率,从而在探索阶段促进了解的多样性,并有效避免了在开发阶段陷入局部最优解:
N L A = exp ⁡ ( − l l m a x ) NLA=\exp\left(\frac{-l}{l_{max}}\right) NLA=exp(lmaxl)

为了提高算法的局部开发效率,对开发阶段进行了简化:
X i I + 1 = r 3 X b e s t I + C 1 . L F . ( X r I − X i I ) X_{i}^{I+1}=r_{3}X_{best}^{I}+C_{1}.L_{F}.(X_{r}^{I}-X_{i}^{I}) XiI+1=r3XbestI+C1.LF.(XrIXiI)

伪代码

ABWOA伪代码

4.结果展示



论文中求解非线性方程组

PS:这里没做应用,有需要做应用可以联系我~

5.参考文献

[1] El-Shorbagy M A, Ahmed A A. Studying Complex Nonlinear Systems of Equations by Modified Beluga Whale Optimization Algorithm with Analysis[J]. Results in Engineering, 2025: 105236.

6.代码获取

7.读者交流


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