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【优化算法】飞蛾扑火算法(MFO)【含Matlab源码 266期】

飞蛾扑火优化(Moth-flame optimization,MFO),由Seyedali Mirjalili在2015年提出,为优化领域提供了一种新的启发式搜索范式:螺旋搜索。

飞蛾在夜间有一种特殊的导航方式:横向定向。即它会与月亮(光源)保持一定的角度飞行,从而能够保持直线的飞行路径,但是,这种方式只在光源离飞蛾较远的情况下才有效。当有人造光源存在时,飞蛾会被人工灯光所欺骗,一直保持与人造灯光相同的角度飞行,由于它与光源的距离过近,它飞行的路径已经不是直线,而是一种螺旋的路径。

【优化算法】飞蛾扑火算法(MFO)【含Matlab源码 266期】

受这种自然现象的启发,Seyedali Mirjalili将飞蛾绕着光源螺旋飞行的过程抽象成为一个寻优的过程,飞蛾飞行的整个空间即是问题的解空间,一只飞蛾即是问题的一个解,而火焰(光源)即是问题的一个较优解,每一只飞蛾对应一个光源,避免了算法陷入局部最优;当飞蛾与火焰足够多的时候,飞蛾的飞行能够搜索解空间的绝大部分区域,从而保证了算法的探索能力;而在寻优的过程中,火焰数随着迭代次数的增加而减少,使飞蛾能够充分搜索更优解的邻域空间,保证了算法的利用能力。

正是基于以上特点,MFO在探索与利用之间找到了平衡,从而使算法在优化问题中有一个较好的效果。

总的来说MFO也是一种基于种群的随机启发式搜索算法,它与PSO、GSA等算法最大的区别就在于其粒子搜索路径是螺旋形的,粒子围绕着更优解以一种螺旋的方式移动,而不是直线移动。

MFO的过程如下:

1.初始化飞蛾种群

2.对飞蛾种群进行适应度评价

3.重复如下过程直到达到停止标准:

3.1自适应更新火焰个数n,当迭代次数为1时,飞蛾个数即为火焰个数

3.2对飞蛾种群适应度进行排序,取出适应度较好的n个飞蛾作为火焰

3.3更新飞蛾的搜索参数。

3.4根据每只飞蛾对应的火焰与飞行参数更新飞蛾的位置

4.输出所得最优解(火焰)

具体的飞蛾位置更新公式见论文:Moth-flame optimization algorithm: A novel nature-inspired heuristic paradigm

示例:

【优化算法】飞蛾扑火算法(MFO)【含Matlab源码 266期】
【优化算法】飞蛾扑火算法(MFO)【含Matlab源码 266期】

1 matlab版本

2014a

2 参考文献

[1] 包子阳,余继周,杨杉.智能优化算法及其MATLAB实例(第2版)[M].电子工业出版社,2016.

[2]张岩,吴水根.MATLAB优化算法源代码[M].清华大学出版社,2017.

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