【白鲸优化算法】基于适应度距离平衡白鲸优化算法（FDBBWO）求解单目标优化问题附matlab代码
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2023年04月18日 00:00 福建 __
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⛄ 内容介绍
白鲸优化算法（Beluga whale optimization，BWO）由Changting
Zhong等人于2022年提出，该算法模拟了白鲸游泳，觅食和“鲸鱼坠落”行为。在本文中，提出了一种基于适应度距离平衡白鲸优化算法（FDBBWO），其灵感来自白鲸的行为，称为白鲸优化
(FDBBWO)，以解决优化问题。FDBBWO中建立了探索、开发和鲸落三个阶段，分别对应成对游泳、猎物和落鲸的行为。FDBBWO中的平衡因子和鲸落概率具有自适应性，对控制探索和开发能力起着重要作用。此外，还引入了
Levy 飞行以增强开发阶段的全局收敛性。使用 30 个基准函数测试了所提出的 BWO 的有效性，并进行了定性、定量和可扩展性分析，并将统计结果与其他 15
种元启发式算法进行了比较。根据结果和讨论，FDBBWO是解决单峰和多峰优化问题的竞争算法，通过弗里德曼排名测试，FDBBWO在比较的元启发式算法中基准函数的可扩展性分析中的整体排名第一。最后，四个工程问题展示了FDBBWO在解决复杂的现实世界优化问题中的优点和潜力。
⛄ 部分代码
%___________________________________________________________________________________%____________________________________________________________________________%
% This function containts full information and implementations of the benchmark
% functions in Table 1, Table 2, and other test functins from the literature
% lb is the lower bound: lb=[lb_1,lb_2,...,lb_d]
% up is the uppper bound: ub=[ub_1,ub_2,...,ub_d]
% dim is the number of variables (dimension of the problem)
function [lb,ub,dim,fobj] = Get_Functions_details(F)
switch F
case 'F1'
fobj = @F1;
lb=-100;
ub=100;
dim=10;
case 'F2'
fobj = @F2;
lb=-10;
ub=10;
dim=10;
case 'F3'
fobj = @F3;
lb=-100;
ub=100;
dim=10;
case 'F4'
fobj = @F4;
lb=-100;
ub=100;
dim=10;
case 'F5'
fobj = @F5;
lb=-30;
ub=30;
dim=10;
case 'F6'
fobj = @F6;
lb=-100;
ub=100;
dim=10;
case 'F7'
fobj = @F7;
lb=-1.28;
ub=1.28;
dim=10;
case 'F8'
fobj = @F8;
lb=-500;
ub=500;
dim=10;
case 'F9'
fobj = @F9;
lb=-5.12;
ub=5.12;
dim=10;
case 'F10'
fobj = @F10;
lb=-32;
ub=32;
dim=10;
case 'F11'
fobj = @F11;
lb=-600;
ub=600;
dim=10;
case 'F12'
fobj = @F12;
lb=-50;
ub=50;
dim=10;
case 'F13'
fobj = @F13;
lb=-50;
ub=50;
dim=10;
case 'F14'
fobj = @F14;
lb=-65.536;
ub=65.536;
dim=2;
case 'F15'
fobj = @F15;
lb=-5;
ub=5;
dim=4;
case 'F16'
fobj = @F16;
lb=-5;
ub=5;
dim=2;
case 'F17'
fobj = @F17;
lb=[-5,0];
ub=[10,15];
dim=2;
case 'F18'
fobj = @F18;
lb=-2;
ub=2;
dim=2;
case 'F19'
fobj = @F19;
lb=0;
ub=1;
dim=3;
case 'F20'
fobj = @F20;
lb=0;
ub=1;
dim=6;
case 'F21'
fobj = @F21;
lb=0;
ub=10;
dim=4;
case 'F22'
fobj = @F22;
lb=0;
ub=10;
dim=4;
case 'F23'
fobj = @F23;
lb=0;
ub=10;
dim=4;
end
end
% F1
function o = F1(x)
o=sum(x.^2);
end
% F2
function o = F2(x)
o=sum(abs(x))+prod(abs(x));
end
% F3
function o = F3(x)
dim=size(x,2);
o=0;
for i=1:dim
o=o+sum(x(1:i))^2;
end
end
% F4
function o = F4(x)
o=max(abs(x));
end
% F5
function o = F5(x)
dim=size(x,2);
o=sum(100*(x(2:dim)-(x(1:dim-1).^2)).^2+(x(1:dim-1)-1).^2);
end
% F6
function o = F6(x)
o=sum(abs((x+.5)).^2);
end
% F7
function o = F7(x)
dim=size(x,2);
o=sum([1:dim].*(x.^4))+rand;
end
% F8
function o = F8(x)
o=sum(-x.*sin(sqrt(abs(x))));
end
% F9
function o = F9(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2-10cos(2pi.x))+10dim;
end
% F10
function o = F10(x)
dim=size(x,2);
o=-20exp(-.2sqrt(sum(x.^2)/dim))-exp(sum(cos(2*pi.*x))/dim)+20+exp(1);
end
% F11
function o = F11(x)
dim=size(x,2);
o=sum(x.^2)/4000-prod(cos(x./sqrt([1:dim])))+1;
end
% F12
function o = F12(x)
dim=size(x,2);
o=(pi/dim)(10((sin(pi*(1+(x(1)+1)/4)))^2)+sum((((x(1:dim-1)+1)./4).^2).*...
(1+10.((sin(pi.(1+(x(2:dim)+1)./4)))).^2))+((x(dim)+1)/4)^2)+sum(Ufun(x,10,100,4));
end
% F13
function o = F13(x)
dim=size(x,2);
o=.1*((sin(3pix(1)))^2+sum((x(1:dim-1)-1).^2.*(1+(sin(3.*pi.*x(2:dim))).^2))+...
((x(dim)-1)^2)(1+(sin(2pi*x(dim)))^2))+sum(Ufun(x,5,100,4));
end
% F14
function o = F14(x)
aS=[-32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32 -32 -16 0 16 32;,...
-32 -32 -32 -32 -32 -16 -16 -16 -16 -16 0 0 0 0 0 16 16 16 16 16 32 32 32 32 32];
for j=1:25
bS(j)=sum((x'-aS(:,j)).^6);
end
o=(1/500+sum(1./([1:25]+bS))).^(-1);
end
% F15
function o = F15(x)
aK=[.1957 .1947 .1735 .16 .0844 .0627 .0456 .0342 .0323 .0235 .0246];
bK=[.25 .5 1 2 4 6 8 10 12 14 16];bK=1./bK;
o=sum((aK-((x(1).*(bK.^2+x(2).*bK))./(bK.^2+x(3).*bK+x(4)))).^2);
end
% F16
function o = F16(x)
o=4*(x(1)^2)-2.1*(x(1)^4)+(x(1)^6)/3+x(1)x(2)-4(x(2)^2)+4*(x(2)^4);
end
% F17
function o = F17(x)
o=(x(2)-(x(1)^2)5.1/(4(pi^2))+5/pix(1)-6)^2+10(1-1/(8*pi))*cos(x(1))+10;
end
% F18
function o = F18(x)
o=(1+(x(1)+x(2)+1)^2*(19-14x(1)+3(x(1)^2)-14x(2)+6x(1)x(2)+3x(2)^2))*...
(30+(2x(1)-3x(2))^2*(18-32x(1)+12(x(1)^2)+48x(2)-36x(1)x(2)+27(x(2)^2)));
end
% F19
function o = F19(x)
aH=[3 10 30;.1 10 35;3 10 30;.1 10 35];cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.3689 .117 .2673;.4699 .4387 .747;.1091 .8732 .5547;.03815 .5743 .8828];
o=0;
for i=1:4
o=o-cH(i)exp(-(sum(aH(i,:).((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F20
function o = F20(x)
aH=[10 3 17 3.5 1.7 8;.05 10 17 .1 8 14;3 3.5 1.7 10 17 8;17 8 .05 10 .1 14];
cH=[1 1.2 3 3.2];
pH=[.1312 .1696 .5569 .0124 .8283 .5886;.2329 .4135 .8307 .3736 .1004 .9991;...
.2348 .1415 .3522 .2883 .3047 .6650;.4047 .8828 .8732 .5743 .1091 .0381];
o=0;
for i=1:4
o=o-cH(i)exp(-(sum(aH(i,:).((x-pH(i,:)).^2))));
end
end
% F21
function o = F21(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:5
o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F22
function o = F22(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:7
o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
% F23
function o = F23(x)
aSH=[4 4 4 4;1 1 1 1;8 8 8 8;6 6 6 6;3 7 3 7;2 9 2 9;5 5 3 3;8 1 8 1;6 2 6 2;7 3.6 7 3.6];
cSH=[.1 .2 .2 .4 .4 .6 .3 .7 .5 .5];
o=0;
for i=1:10
o=o-((x-aSH(i,:))*(x-aSH(i,:))'+cSH(i))^(-1);
end
end
function o=Ufun(x,a,k,m)
o=k.((x-a).^m).(x>a)+k.((-x-a).^m).(x<(-a));
end
⛄ 运行结果
⛄ 参考文献
PAÇACI, S. (2023). IMPROVEMENT OF BELUGA WHALE OPTIMIZATION ALGORITHM BY DISTANCE BALANCE SELECTION METHOD. Yalvaç Akademi Dergisi, 8(1), 125-144.
[1]蔡海良胡凯李军邢小雷. 基于BWO-ELM算法与VR-GIS技术的电力光缆故障诊断及定位研究[J]. 计算机测量与控制, 2022, 30(12):98-104.
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