一种自适应粒子群优化算法及其仿真研究

分析了粒子群优化(PSO)算法易于发生早熟收敛的原因。在此基础上提出的自适应粒子群优化(APSO)算法根据群体早熟收敛程度和个体适应值自适应地调整粒子的惯性权重,使群体在进化过程中始终保持惯性权重的多样性,在算法的全局收敛性和收敛速度之间做了一个很好的折衷。对两个经典函数仿真的结果表明APSO算法能够有效地避免PSO算法的早熟收敛问题,而且具有较快的收敛速度。     

基于改进PSO算法的多变量PID型神经网络控制

充分利用PID结构简单、稳定性强的良好性能以及神经网络的自学习和自适应的特长,引入粒子群优化(PSO)学习算法,设计一种多变量自适应PID型神经网络控制器。神经网络的隐含层由带有输出反馈和激活反馈的混合局部连接递归网络组成,采用PSO学习算法优化神经网络参数。在深入研究分析PSO算法的基础上,引入变异因子和惯性权重自适应策略对该算法进行改进,既发挥了PSO算法随机优化收敛速度快的优点,又克服了该算法易陷入局部最优点的缺点,显著提高了控制系统的性能指标。最后,通过对二级倒立摆控制的仿真分析,证明该算法具有较强的鲁棒性。     

改进的PSO算法及其在软测量建模中的应用

通过大量仿真实验,考察了粒子群算法(PSo)中粒子平均速度和算法收敛性之间的关系,提出了一种基于粒子速度反馈信息的自适应调整权重策略,同时在搜索过程中引入混沌序列.给出的收敛性分析证明,该算法可以以概率1收敛到全局最优解.对经典函数的测试计算表明,改进后的PSO算法较好地解决了基本粒子群算法中易陷入局部最优的缺点,在稳定性和收敛精度上均优于普通的PSO算法.改进的粒子群算法被用于优化神经网络的结构和参数,并将基于改进算法的神经网络用于4cBA软测量建模中.实际应用表明,与基于其它智能算法的神经网络相比,该网络不仅有较高的泛化性能,而且有更快的学习速度和较好的实时性.     

基于AEPSO-SVM算法的雷达HRRP目标识别

针对雷达自动目标识别中的高分辨距离像(high resolution range profile,HRRP)识别问题,提出自适应进化粒子群(adaptive evolution particle swarm optimization, AEPSO)算法优化支持向量机(support vector machine,SVM)的目标分类识别方法。该算法利用非线性自适应惯性权重的调整以适应粒子寻优的非线性变化过程,采用分阶段调节加速因子增强粒子在进化过程中的学习能力,通过引入局部搜索算子在增加粒子多样性的同时有效避免了粒子陷入局部最优陷阱。通过改进的PSO算法优化SVM参数,建立分类识别器模型。将该AEPSO-SVM模型应用到雷达HRRP目标识别中,实验结果表明,该算法对于高分辨雷达目标识别精度高、鲁棒性强。     

自适应杂交退火粒子群优化算法

为解决粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法易早熟、后期收敛慢、收敛精度低等问题, 提出一种自适应杂交退火PSO算法。采用Sigmoid函数控制惯性权重, 平衡粒子的全局搜索和局部搜索能力; 采用双曲正切函数控制加速系数, 平衡粒子的自我认知和社会认知能力, 提高算法精度; 引入模拟退火算子, 使粒子在搜索过程中以一定概率接受差解, 增加粒子跳出局部最优的能力; 在算法后期引入杂交变异算子, 增加种群多样性, 进一步提高算法精度。基于3种标准测试函数对所提算法的性能进行了验证, 并与现有典型PSO算法进行了对比。结果表明, 所提算法在收敛精度及收敛速度上均具有一定提升。最后, 将所提算法应用于阵列天线方向图综合设计, 取得了较现有算法更优的结果。     

基于自适应变异概率二进制PSO的球磨制粉系统控制

研究了一种新型自适应变异概率二进制粒子群算法。提出的自适应变异策略通过以一定的概率进行动态比特转换帮助算法更好地保持种群多样性和搜索新解,从而有效防止算法早熟。最终将提出的自适应变异概率二进制粒子群算法（adaptive mutation based pobability binary PSO,APBPSO）用于球磨制粉系统这一复杂多变量对象的PID控制器优化设计中以验证算法性能。多变量控制器分别采用了三种多目标优化目标函数,仿真结果表明提出APBPSO能有效避免陷入局部最优,其对控制器优化性能优于粒子群优化算法、离散二进制粒子群优化算法及基本的概率二进制粒子群优化算法。     

一种自适应粒子群算法

基于对不同粒子群算法(PSO)中惯性权重、全局收敛性、收敛精度和速度的分析,提出了一种新的全局最优值自适应变化的粒子群算法(LAPSO).并采用该方法对三种不同的基准函数进行了测试,将LAPSO测试结果与典型的收敛粒子群算法(LKPSO)和扩散粒子群算法(LWPSO)进行了比较.结果表明:自适应粒子群算法具有收敛速度快、进化精度高的特点,是一种新型全局收敛粒子群算法.     

基于改进粒子群算法的飞行控制器参数寻优

提出了一种自适应参数策略的混沌粒子群优化算法。该方法将自适应加速度系数调整策略引入到PSO中,以有效地控制全局和局部搜索,并利用混沌运动的遍历性在解空间产生较大规模的初始群体,从中择优选出分布均匀的初始种群以提高粒子的质量,同时根据种群适应度方差对陷入早熟收敛的粒子进行混沌扰动,提高算法收敛的精度。将该方法用于飞行控制器的参数优化设计中。仿真结果表明:使用该方法能够有效地解决飞行控制系统的参数优化设计,极大地提高了飞行控制器参数的设计效率。     

基于自适应混合算法的智能存取系统动态路径规划

研究了药房智能存取系统拣选路径的动态规划问题,提出了该问题的数学模型,并设计了一种新的自适应混合粒子群遗传算法(Adaptive hybrid particle swarm algorithm).该算法在粒子群遗传混合算法的基础上引入了动态调整和自适应进化的策略.在算法前期粒子群搜索阶段,建立了惯性权重系数、认知系数与收缩因子之间的联动关系,随着惯性权重的动态变化,认知系数与收缩因子也适时进行调整,提高了搜索效率和搜索精度.在算法的后期,采用了遗传算法的自适应交叉和变异的进化过程,对陷入局部最优的粒子群进行打散,使得每次迭代中都能最大限度的获取路径信息,使种群的搜索朝向解空间的不同区域发展.经过对某大型医院智能存取系统的路径规划仿真实验,验证了提出的算法相对于其他算法在求解速度和求解精度上都有较大的提高.     

基于信息扩散机制的双子群粒子群优化算法

针对粒子群算法在多峰、高维函数的全局优化中易陷入局部极值的问题,在分析算法早熟收敛原因的基础上,提出一种基于信息扩散和多样性反馈机制的双子群粒子群优化算法。算法将粒子群划分力两纽搜紊方向相反的主、辅子群协同进化,通过引入信总扩散函数,根据不同粒子的位置及相应适应值与当前群体最佳位置和最佳适应值的关系,控制粒子变尺度向群体当万矿最佳位置移动,岁倦于多样性反馈机制动态调节惯性权重和分配主、辅子群的粒子数量。对基准函数的仿真优化结果表明,改进算法与其他PSO改进算法相比,具有抑制早熟、收敛速度快、求解精度高的特点。     

Multilayered feed forward neural network based on particle swarmopti mizer algorithm

1 .INTRODUCTIONNowadays there are many algorithms used to trainand opti mize neural network.BPalgorithm,whichisbased on gradient vectors of nodes ,is the most popu-lar neural network training method. Once gradient in-formation is obtained, kinds of regression technologiesbased on gradient can be adopt to update parameters.However BP algorithm faces some problems :(1) speed of convergence ; (2) local mini ma ; (3)sensitivity of initial value ;(4) dependence on gradi-ent information. For s…     

粒子群优化小波神经网络在惯导系统传递对准中的应用

为克服系统阶次较高时卡尔曼滤波实时性较差的特点,利用小波神经网络具有收敛速度快,结构简单,计算量小等优点,将其应用于惯导系统传递对准。并采用粒子群算法优化小波神经网络参数,取代传统的梯度下降法,克服了网络参数选取的盲目性,避免陷入局部极小值。仿真结果表明采用粒子群优化的小波神经网络进行传递对准,不仅获得了与Kalman滤波相同的精度,而且收敛速度快,满足了对准的实时性要求。     

基于多值编码的混合遗传算法的小波神经网络优化

采用多值编码方式构造染色体结构，对小波神经网络的结构和参数进行编码，可以同时确定小波神经网络结构和优化网络参数，简化了问题的求解过程。在遗传算法中嵌入一个梯度下降算子，使得混合算法既有较快的收敛性，又能以较大概率得到全局极值。仿真表明，利用该算法训练小波神经网络，能使网络具有简单的结构形式，较快的收敛速度，较高的逼近精度和较强的泛化能力。     

基于提前/滞后Flow Shop调度问题的混合微粒群算法

提出了一种混合微粒群算法,通过引入禁忌搜索算法和动态设置惯性权重等方法,提高了算法搜索全局最优解的能力并且能够有效避免早熟收敛问题。并将这种算法应用于求解实际的提前/滞后F lowShop调度问题,仿真实验结果表明了混合微粒群算法的可靠性与实用性。     

具有动态步长和发现概率的布谷鸟搜索算法

为了进一步改善算法搜索过程中存在的求解精度偏低、收敛速度缓慢等现象,提出具有动态步长和发现概率的布谷鸟搜索算法。该算法通过引入步长调整因子动态约束每一代种群的莱维移动步长,使算法的莱维飞行机制具有自适应性。在发现概率上,使用具有均匀分布和F分布特性的随机惯性权重,改变发现概率的固定取值,加强种群的多样性,保持算法全局搜索、局部探索之间的平衡状态。通过实验证明,所提算法具有良好的可行性,其寻优结果、收敛速度均有提高。     

BP小波神经网络快速学习算法研究

讨论了BP小波神经网络在训练过程中减小误差函数时最优方向的确定和自适应调整学习率的方法.首先论证了小波神经网络的数学基础,然后讨论了BP小波神经网络的学习过程,重点讨论了减小误差函数最优方向的确定方法,即如何保证步长方向与负梯度方向一致,由此得出了自适应调整学习率的简便方法.该方法具有普遍性,有广泛的应用价值.仿真结果表明,采用最优梯度下降方向可以大幅度提高BP小波神经网络的学习速度.     

基于改进灰狼算法的粒子滤波算法研究

针对传统粒子滤波算法易出现粒子贫化与权值退化现象和为了实现对非线性系统较为准确的状态估计,通常需要大量粒子的参与的问题,提出了基于改进灰狼算法的新型粒子滤波方法,该算法用粒子表征灰狼个体,模拟狼群捕猎的过程,使粒子向后验概率的高似然区域移动,提高粒子分布的合理性。在灰狼寻优算法中引入了莱维飞行策略,提高灰狼算法的收敛速度;在部分重采样前采用了权值自适应调整策略,增加粒子的多样性。仿真实验结果表明:改进的方法提高了粒子滤波的估计精度、保证了粒子的多样性与粒子分布的合理性、降低了状态估计所需的粒子数量。     

基于模型解耦的双通道旋转弹分数阶控制

为了提高旋转弹系统的控制品质,采用分数阶控制器进行双通道旋转弹控制系统设计。建立了旋转弹系统控制模型,进行线性化处理和解耦控制,并对解耦后的数学模型设计了分数阶PI^λD^μ控制器。针对分数阶控制器的参数整定问题,提出一种基于惯性权重的自适应粒子群优化算法,引入惯性权重非线性调整策略来平衡控制全局与局部搜索,从而得到全局最优解。仿真结果表明,该控制模型和控制器的设计合理可行。     

基于粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法

针对无人水面艇(unmanned surface vessel, USV)集群在路径规划中的协同避碰问题,提出了基于滚动优化策略结合粒子群优化算法的USV集群协同避碰方法。首先,通过已有雷达、光电等传感器参数指标建立综合视域模型;其次,采取基于正切函数的惯性权重调整结合线性调整学习因子的方法来提高粒子群优化算法的全局搜索能力,同时,在适应度函数中加入转艏角控制来提高路径的平滑性;最后,利用改进后的粒子群优化算法规划出每个综合视域内的路径。仿真实验结果表明,该优化算法能实现USV集群的实时避碰,并快速为USV集群规划出平滑、安全的全局最优无避碰路径。