El algoritmo de optimización aritmética es un algoritmo metaheurístico recientemente propuesto. En este documento, se introduce un algoritmo de optimización aritmética mejorado (IAOA) basado en la estrategia de control de población para resolver problemas de optimización numérica. Al clasificar la población y controlar de forma adaptativa el número de individuos en la subpoblación, la información de cada individuo puede ser utilizada de manera efectiva, lo que acelera el algoritmo para encontrar el valor óptimo, evita caer en un óptimo local y mejora la precisión de la solución. El rendimiento del algoritmo IAOA propuesto se evalúa en seis sistemas de ecuaciones no lineales, diez integraciones y problemas de ingeniería. Los resultados muestran que el algoritmo propuesto supera a otros algoritmos en cuanto a velocidad de convergencia, precisión de convergencia, estabilidad y robustez.