具有自适应度双群体PSO的组群机器人队形控制

针对粒子群算法对约束条件的优化处理问题,提出一种具有自适应度双群体粒子群优化算法,该算法将目标函数与约束条件分别考虑,形成2种群体以不同目标为前提同时向最优解进化;并分别对2种群体的适应度引入自适应权重系数与相应调整策略,基于并非所有非可行个体均劣于可行个体概念,动态地调整其适应度以保证部分非可行个体向可行域进化.将其应用于组群机器人队形控制中,链型结构(纵队)队形仿真结果表明了该算法的有效性.该粒子群算法为实际应用中约束优化问题的求解提供了新的途径.     

一种改进的粒子群优化算法

在粒子群优化算法的基础上,将粒子群优化算法的速度更新公式中种群最优位置用所有个体的平均值与最优粒子有限邻居个体的平均值加权求和代替;通过将种群平均适应度和整体最优位置适应度的比值作为适应度函数,并引入了加速系数;得到改进的粒子群优化聚类算法既能够充分参考当前粒子的最优信息,也参考了所有个体的最优信息和当前最优粒子有限邻居的最优信息,在进化过程中可以通过新的适应度函数自适应地调整全局搜索和局部搜索的比重对粒子的影响,对算法收敛速度影响较小的前提下较好地提高了收敛精度。最后,选取了4组具有不同分布特征的Benchmark函数作为验证函数,试验结果表明,新算法具有较好的收敛特性。     

基于表现型共享的多目标粒子群算法研究

在多目标粒子群算法中,粒子的飞行由自身的最优位置和指导粒子决定,如何定义适应度选出合适的指导粒子,指导搜索过程向全局Pareto最优区域飞行,并保持种群在最优前端的多样性是算法的关键问题.针对上述问题,构造了同时考虑粒子的Pareto占优情况和目标空间邻近密集度的表现型共享适应度函数,在此基础上提出一个基于表现型共享的多目标粒子群优化算法(MOPSO).为了验证算法的有效性,采用占优等级指标来分析近似解集的占优情况,并采用EPS、HYP和R2指标来衡量解集的分布情况.实验结果表明,算法具有较强的全局搜索能力,能在较小的计算代价下获得较好的Pareto前端近似.     

基于QPSCO算法的传感器优化配置

针对以曲线拟合为目标的传感器配置问题,提出了一种基于量子粒子群协同优化(Quantum-behaved particle swarms cooperative optimization,简称QPSCO)算法的传感器优化配置方法.在QPSCO算法中,采用双层的多粒子群协同优化结构,同时引入参数变异策略,在扩大搜索范围的同时加快该算法收敛;将加权最小二乘法的误差平方和引入适应度函数中,以提高传感器位置曲线的拟合精度,从而实现传感器的优化配置.实验结果表明,该方案应用于土壤信息采集系统,不仅可以达到比粒子群优化(Particle swarm optimization,简称PSO)算法和量子粒子群优化(Quantum-behaved particle swarm optimization,简称QPSO)算法更好的寻优结果,而且具有比遗传算法更理想的位置拟合精度,是一种有效可行的传感器配置方法.     

一种离散型多目标粒子群优化算法

为获得更好的非劣前端,提出一种离散型多目标粒子群优化算法。该算法根据离散型多目标优化问题的特点,将种群分成多个子种群,在各个子种群中利用表现型共享的适应度函数选择每个子种群的最优粒子。通过多个最优粒子的引导,使整个种群分布更均匀,避免陷入局部最优,保证了解的多样性。实验表明了该算法的有效性。     

基于Maximin的动态种群多目标粒子群算法

针对粒子群优化算法在处理多目标函数优化问题的过程中,往往会出现局部收敛现象,在MOPSO算法基础上提出了一种新的多目标粒子群优化算法.该算法在运行过程中采用动态调整粒子群种群数目的方式使粒子摆脱局部最优解对其的吸引;同时为了克服粒子种群多样性降低带来的影响,将粒子的相对适应度方差引入到Maximin计算公式中.然后基于Pareto最优的概念,利用方差Maximin策略来评价最优解,并保存在可变的外部精英集中,以保证结果的分布性良好.最后,该方法在仿真中取得了良好效果,可以更广泛地应用到复杂工业多目标优化领域中.     

基于改进的多目标量子行为粒子群优化算法的多无人机协同任务分配

为在给定的时间内以最小代价和最大效益完成任务,建立了多无人机协同任务分配问题的多目标优化模型.采用改进的多目标量子行为粒子群优化算法求解最优任务分配方案,定义了一种从所求候选方案中选取最优分配方案的自主选择准则.对比分析多目标粒子群优化、多目标进化算法和该文算法所求的最优分配方案.仿真结果表明该文算法能够较快地求解问题,而且所求最优任务分配方案的性能优于其它三种算法.     

基于粒子群优化的最小属性约简算法

将最小属性约简问题转化为一个基于粒子群优化算法求解的多目标优化问题.引入基于表现型共享的适应度评价函数以提高多目标搜索算法的性能,对基本粒子群优化算法的位置更新公式进行修正使其能够有效应用于最小属性约简问题,并提出了一种用于求解该问题的二进制多目标粒子群优化算法.实验表明,本算法是有效的,并能一次运算获得多个最小属性约简.     

一种新颖的串行小生境粒子群算法

提出了一种新颖的自适应串行小生境粒子群优化算法(ASNPSO),它使用多个子群能够串行发现多个最优解.在此算法中,使用了山谷函数以决定如何改变当前运行的子群中粒子的适应度函数,算法具有很强的自适应搜索能力.经使用几个标准测试函数证明了ASNPSO算法在没有任何先验知识的情况下能够有效地发现多个最优解.     

基于量子粒子群优化算法的PID参数控制

针对传统PID算法参数最优或接近最优确定较为困难,提出一种量子粒子群(QPSO)优化PID参数的算法,并用平方误差矩积分函数作为适应度判据,以克服PID算法自适应能力较差及遗传算法(GA)优化效率不高,其局部搜索能力较弱的缺陷。并使用伺服电动机数学模型进行仿真,结果表明量子粒子群优化PID参数速度快,避免早熟缺陷,同时表明了所提出算法的有效性和所设计控制器的优越性。     

基于CQPSO算法的含风电场电力系统经济调度研究

为了克服风电场出力波动的不利影响,提高调度经济性,构建含常规火力发电燃料费用、风电预测误差备用费用以及风电弃风成本的多目标动态调度模型,并提出一种混沌量子粒子群算法对模型进行求解。标准测试函数的仿真结果表明本算法比对照算法具有较高的收敛精度和稳定性。对含风电场的IEEE30节点系统算例进行仿真实验,结果表明采用混沌量子粒子群算法对调度模型求解的调度费用最低。     

基于免疫粒子群算法的风/光/柴/储容量优化配置

针对我国风光资源丰富的偏远地区,采用风光的互补优势,结合蓄电池及柴油机对负荷进行供电,建立了以总净现值成本最低,负荷缺电率和能量浪费率最小为目标函数,以场地大小,蓄电池容量,柴油机功率及其污染物的排放量为约束条件,对其进行容量配置。采用了改进的多目标免疫粒子群算法进行优化,提高了算法的收敛速度,避免陷入局部最优解。仿真结果表明,在对负荷进行容量配置的过程中,采用多目标的改进免疫粒子群算法可以有效进行寻优,提高了系统的稳定性和经济性。     

基于多目标粒子群算法的矩形微通道结构优化

为提升矩形微通道的综合性能,通过多目标粒子群算法对矩形微通道进行数值优化,由响应曲面法拟合热阻函数,再以热阻与压降为目标函数,建立以矩形微通道结构参数为变量的多目标粒子群算法的数学模型。由多目标粒子群算法计算得到热阻与压降的pareto优化解集,用k-mean聚类法对优化解集进行聚类得到4个代表解,与未优化解进行对比,评价其综合性能。结果表明：响应曲面法拟合的热阻函数的相关系数R2分别为0.9981、0.9961均接近1,模型准确度高,点3与点0的仿真结果对比表明经过多目标粒子群算法优化后的通道的温度分布更加均匀,最高温度更低,压降更低,综合性能更优。可见该种方法可以提供一定工况范围内的优化解集,提升微通道的综合性能。     

风、光、燃、储多源互补微电网的日优化运行

为了提高微电网经济运行水平,首先,针对粒子群算法前期容易早熟收敛的问题,提出了一种分段非线性惯性系数调整的方法,在此基础上,将Metropolis接受准则加入粒子群算法中,增加粒子跳出局部最优解的概率。采用改进算法及其相关的3种算法对4个基准函数作优化对比测试,验证了改进算法的有效性和可靠性。然后,以微电网发电成本最低和环境效益最优为目的,考虑了实际微网运行的约束条件,建立了包含有光伏阵列、风力发电机、微型燃气轮机、燃料电池、蓄电池的多源互补微电网日优化运行数学模型。最后,将改进算法与标准粒子群算法分别用于微网日运行优化模型求解,验证了采用改进算法能够使微网获得更佳的综合效益。     

基于量子粒子群算法的物流配送中心选址

在物流系统网络中,物流配送中心地址的优化选择不但能够高效及时地完成物资的配送,而且能使得配送成本和仓储成本等运营成本最小化,显著提高物流管理的效率和能力。针对物流配送中心选址最优解的问题,通常采用经典粒子群算法解决,但其有易早熟收敛和仅能得到局部最优解的缺陷。为了克服此缺点,将量子进化算法融入经典粒子群算法中,采用量子理论中独有的叠加态和概率幅特性,粒子最优位置的搜寻采用量子自旋门完成,粒子位置的多样性变异采用量子非门完成,以免出现局部最优解和早熟收敛缺陷。实验结果表明,与经典粒子群算法相比,量子粒子群算法在最优解的搜寻能力和优化效率方面更具有优势,能够优化配送中心的地址选取,从而减少物流运营的总成本,提高物流配送的效率,优化物流管理系统。     

量子粒子群算法优化钢结构截面

传统的钢结构截面优化方法通常采用试算法,很难获得全局最优解。在经典粒子群算法的基础上,通过研究量子行为,提出了基于量子行为的粒子群算法,并将其应用于钢结构截面优化设计,详细描述了算法的原理和优化步骤,给出了钢结构截面优化数学模型,并对两个典型工程优化实例进行了实验验证。典型算例的截面优化结果表明:与PSO算法及传统试算法相比,该算法的优化结果最好,在满足工程要求的前提下,截面参数合理,截面面积最小,经济性得到了明显提高。     

多障碍建筑群图像空间布局智能寻优方法优化

为了解决传统方法大多将注意力放在建筑群体局部优化方面,缺少对整个含多障碍建筑群体空间布局优化研究的问题。通过改进粒子群法研究多障碍建筑群图像空间布局智能寻优方法优化问题。建立寻优问题模型,将最小化最大风速比、最大化采光满足率、最优化容积率作为多障碍建筑群图像空间布局智能寻优目标,依据寻优问题模型建立总目标函数。针对粒子群算法的弊端,对其进行改进;将粒子和种群最优粒子差异程度当成依据对权重进行确定。通过密集距离对粒子和相邻粒子间的密集程度进行描述,依据密集程度,选用逐一去除法对最优解进行更新。针对提出的多障碍建筑群图像空间布局多目标寻优问题,采用改进粒子群算法进行求解。结果表明:采用所提方法优化后,日照满足率虽然略低于优化前;但最大加速比和容积率均更优;所提方法 WBGT指标(湿球黑球温度)高于其他方法。可见所提方法可令各指标均衡最优化,能够保证新陈代谢率低,热适应差的人舒适性。     

矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化

针对矮塔混凝土斜拉桥结构受力特点,推导出了在恒载、车辆荷载、温度作用下整体弯曲能量表达式,以结构整体弯曲变形能最小为目标,主梁主塔单元弯矩和轴力为约束条件,应用MIDAS/CIVIL 2010的未知荷载系数模块进行了最不利荷载组合作用下矮塔混凝土斜拉桥成桥索力优化计算分析.讨论了车辆荷载和温度作用对矮塔斜拉桥成桥索力优化结果及大桥结构内力分布的影响,研究结果表明,车辆荷载和温度作用对拉索索力、主梁弯矩等力学参数的影响较大,在进行成桥索力优化时应该考虑车辆荷载和温度作用.     

修正的混沌粒子群算法求解经济负荷分配

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优、后期收敛慢等缺点,提出了一种修正的混沌粒子群优化算法.该算法通过修正粒子群迭代的行动策略,并引入遍历性较强的Tent混沌局部搜索机制,可以增强粒子的全局搜索能力,提高优化算法的全局寻优性能.将修正的混沌粒子群算法分别应用于6机组和15机组电力系统中求解经济负荷分配,在考虑系统网损和机组运行约束条件的情况下进行仿真实验.仿真结果表明:该算法用于求解高维、非凸、不连续等非线性复杂约束条件的电力系统经济负荷分配问题上,有着较快的收敛速度和较强的全局寻优能力.最后,通过与其它智能算法比较,验证了算法的有效性和优越性.