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【多目标进化算法】常见多目标进化算法一览

2025/4/27 0:43:08 来源:https://blog.csdn.net/2401_86285609/article/details/147519949  浏览:    关键词:【多目标进化算法】常见多目标进化算法一览
算法全称核心特点备注
NSGA-IINon-dominated Sorting Genetic Algorithm II非支配排序 + 拥挤度最经典,应用最广
NSGA-IIINon-dominated Sorting Genetic Algorithm III支撑向量引导,适合高维(3目标以上)NSGA-II 的高维扩展版
MOEA/DMulti-Objective Evolutionary Algorithm based on Decomposition将多目标问题分解成一堆单目标子问题并行优化很适合大规模多目标
SPEA2Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2引入了外部精英集,强化支配关系比 NSGA-II 更稳健
MOPSOMulti-Objective Particle Swarm Optimization粒子群优化扩展到多目标粒子群进化思路,适合连续优化问题
PAESPareto Archived Evolution Strategy单个父代 + 变异 + Pareto存档简单,适合资源受限场景
IBEAIndicator-Based Evolutionary Algorithm直接用指标(如Hypervolume)评估好坏收敛性优秀,但计算量大
RVEAReference Vector Guided Evolutionary Algorithm引导到参考向量上,提高高维性能适合高维高目标数(10+)

简单介绍几个代表

1. NSGA-III (多目标版NSGA-II)

  • 原理:在 NSGA-II 基础上引入参考点/超平面,避免高维目标时 Pareto前沿太稀疏。

  • 适用场景:三目标及以上的问题,比如同时优化时间、成本、能耗。

👉 如果有更多目标(比如4-5个指标一起优化),NSGA-III 就比 NSGA-II好。

学习链接:

【多目标进化算法】NSGA-II 算法(结合例子)_nsga-ii 实例-CSDN博客

【多目标进化算法】NSGA-II算法(知识点)_nsga-ii全名叫-CSDN博客


2. MOEA/D (分而治之)

  • 原理:把多目标问题分成很多单目标子问题(比如每个子问题只看某种加权组合),每个子问题各自演化,邻居之间还可以合作。

  • 好处:并行性好,计算效率高。

  • 适用场景:目标很多(10+)或问题复杂度高时。

👉 举个例子:优化一个系统的速度、能耗、内存消耗,MOEA/D可以很自然地同时优化好多个角度。


3. SPEA2 (强化版 Pareto 选择)

  • 原理:每个个体有个“力量值”,表示它支配了多少别人,同时引入一个外部精英存档(保持好解)。

  • 优势:保留了解的多样性,鲁棒性很好,不容易退化。

👉 如果问题比较小但想要非常稳健的收敛,可以用 SPEA2。


4. MOPSO (粒子群版多目标优化)

  • 原理:把粒子群(PSO)思路搬过来,粒子根据 Pareto 最优引导。

  • 适合:连续型优化问题,比如参数调整、工程设计。

👉 适合连续变量优化,比如调整机器人参数、控制系统调优。

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