一种动态改变惯性权的自适应粒子群算法

针对惯性权值线性递减粒子群算法(LDW)不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种动态改变惯性权的自适应粒子群算法(DCW).在该算法中引入了参数粒子群进化速度因子和聚集度因子,并根据这2个参数对粒子群算法搜索能力的影响,将惯性因子表示为粒子群进化速度因子和聚集度因子的函数.在每次迭代时算法可根据当前粒子群进化速度因子和聚集度因子动态地改变惯性权值,从而使算法具有动态自适应性.对几种典型函数的测试结果表明,DCW算法的收敛速度明显优于LDW算法,收敛精度也有所提高.     

一种动态非线性改变惯性权的自适应粒子群优化算法

惯性权值线性递减(LDI)的粒子群算法不能很好地反映粒子搜索过程的复杂非线性行为,收敛速度和收敛精度仍不够理想。对此,提出一种动态非线性改变惯性权(DNI)的自适应粒子群算法。在该算法中通过引入非线性指数函数来描述惯性权值在进化过程中的动态变化特性,并通过数值实验确定了非线性函数关键控制参数的合适取值范围。通过典型测试函数验证算法的性能,并与文献报道的已有结果比较。实验表明:对单峰值函数优化问题,DNI自适应粒子群算法收敛速度明显优于LDI算法;对多峰值函数优化问题,DNI算法跳出局部最优的能力及收敛精度也好于LDI算法。     

梯级水电站优化调度的模糊自适应粒子群算法

针对粒子群算法容易早熟和易于陷入局部极值的缺点,提出一种梯级水电站优化调度的模糊自适应粒子群算法.在该算法中将惯性权值表示为粒子群进化速度因子和群体适应度方差的模糊函数,在每次迭代过程中动态改变惯性权值,以适应非线性优化搜索过程.针对违反约束的粒子,设计了一种动态空间调整策略来修复约束要求.为了验证算法的性能,用2个测试函数和拥有4个水电站的系统进行了测试,在求解精度和速度上与标准粒子群算法和改进惯性权值线性递减粒子群算法进行了对比,结果表明模糊自适应粒子群算法收敛速度快、精度高.     

惯性权自适应调整的量子粒子群优化算法

针对量子粒子群的惯性权值β线性递减不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种惯性权自适应调整的量子粒子群优化(DCWQPSO)算法.在该算法中,引入了量子粒子群进化速度因子sd和聚集度因子jd,并将惯性因子β表示为sd,jd2个参数的函数.在每次迭代时,算法可根据当前量子粒子群进化速度因子和聚集度因子动态地调整惯性权值,从而使算法具有动态自适应性.对典型的标准函数的测试结果表明,与量子粒子群算法相比,改进后的量子粒子群优化算法的收敛速度明显提高.     

基于惯性权值非线性递减的改进粒子群算法

针对粒子群优化算法中出现的收敛早熟和不收敛的问题,提出了一种基于自然选择和惯性权值非线性递减的改进粒子群算法,在算法迭代过程中,粒子边界速度采用最大速度非线性递减变化策略来限制,惯性权值非线性递减变化用于平衡种群粒子前期全局搜索与后期局部寻优的能力;为使种群在进化过程中保持多样性,在标准粒子群算法中引用二阶振荡策略使种群在进化过程中始终保持着多样性;在此基础上,进一步地将遗传算法中的选择机理与粒子群算法结合起来用于提高算法的适用性能;所提出的算法经过多个基准测试函数的模拟实验验证,并与其他已有算法进行了对比;实验结果表明:算法在搜索精度与寻优能力上有更明显的优势,尤其是在多维、多峰等复杂非线性优化问题时,所提算法具有很强的竞争力。     

一种基于双子群的改进粒子群优化算法

针对粒子群优化算法易于陷入局部最优解并存在早熟收敛的问题,提出了一种基于双子群的改进粒子群优化算法(TS-IPSO),通过2组搜索方向相反的主、辅子群之间的相互协同,扩大搜索范围,借鉴遗传算法的杂交机制,并采用惯性权值的非线性递减策略,加快算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力,降低了算法陷入局部极值的风险.实验结果表明该...     

一种融合梯度信息的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法(PSO)存在盲目搜索、收敛速度慢的问题，提出一种融合梯度信息的改进粒子群优化算法，简记为GIPSO(Gradient Information based PSO)。利用目标函数的梯度信息指导粒子朝着适应值更低的方向搜索，可有效避免粒子的盲目搜索行为。首先，在线性权重粒子群算法的进化公式中嵌入目标函数的梯度信息，有效提升了改进方法的收敛精度；其次，随机选择一半的粒子使用含有梯度信息的速度进化公式以降低算法的计算量，在标准测试函数上的仿真实验结果表明，GIPSO算法在收敛速度与收敛精度方面，均优于基本PSO算法，线性权重衰减PSO算法，正太分布权重PSO算法等传统方法。     

基于改进粒子群算法的自适应波束形成

基于最小均方误差准则,将自适应波束形成的权值求解问题表示为多目标优化模型,利用提出的改进粒子群优化算法,获得了阵列最优权值向量.改进粒子群优化算法中引入动态邻域拓扑结构,自适应调整粒子的领域搜索范围,避免粒子陷入局部最优.仿真结果表明:所提算法的收敛速度优于传统算法.     

基于期望生存率的动态自适应粒子群算法

针对惯性权重线性递减粒子群算法(LDPSO)不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种动态改变惯性权重的自适应粒子群算法(DAPSO).在该算法中引入期望生存率的概念,并根据它对粒子群算法搜索能力的影响,将惯性因子表示为期望生存率的函数.每次迭代时算法可根据当前粒子群平均期望生存率的大小动态地改变惯性权重,从而使算法具有动态自适应性.对6个典型函数的测试结果表明,DAPSO算法的收敛速度明显优于LDPSO算法,收敛精度也有所提高.     

一种基于复合惯性权值的粒子群优化算法

在研究神经网络优化的问题上,粒子群优化算法被广泛应用.针对基本粒子群优化算法收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出了一种改进的粒子群优化算法.该算法除了采用线性惯性权值和进化速度-聚集度动态惯性权值相结合的方式来调整其权值,还将一种新颖的收缩因子引入到算法中.通过对4种典型测试函数进行仿真测试,实验结果表明新算法在收敛速度、收敛精度、改善优化性能上完全优于基本的粒子群优化算法,有效避免了基本群优化算法的缺陷.     

一种基于反馈策略的自适应选择人工蜂群算法

雇用蜂觅食策略对人工蜂群算法性能有较大影响,而单一的觅食策略难以适用于所有问题的搜索空间,并且算法运行的不同阶段所适合的搜索策略也不尽相同.因此,如何为一个给定的函数优化问题选择最佳的觅食策略尤为重要.针对这一问题,提出了一种基于反馈的觅食策略自适应人工蜂群算法SSABC,该算法能够在优化过程中为一个给定的优化问题自动选择最佳的觅食策略.实验表明,与经典ABC(artificial bee colony algorithm),PSO(particle swarm optimization),DE(differential evolution),GA(genetic algorithm)算法相比,SSABC算法的寻优能力有较大提高.     

基于改进粒子群优化算法的结构元形态综合

结构元形态综合是与功能元形态综合类似的多最值组合优化问题,在软件中间件和控制算法功能块设计方面有重要的用途.为了解决问题规模较大时经典算法效率不高的问题,提出了一种改进粒子群优化算法.先采用了自然数循环编码技术对粒子位置和速度进行描述,然后在自然数循环编码技术的基础上采用贪婪策略把组合优化问题转化为单峰函数的优化问题.在搜索技术上,采用了分段惯性权重技术和保收敛算法改进算法的寻优能力,最后采用每轮记录多个全局最好值的方法获得多最值.给出了一个组合方案数为378 000的算例对所提算法的有效性进行了验证.算例表明,从多最值求解的角度来说,所提出的改进粒子优化算法要比生境技术简单,从寻优能力的角度来说,所提算法要优于基本的粒子群算法.     

基于Kriging代理模型的注塑产品翘曲优化

针对传统的基于CAE的注塑产品工艺优化方法精度不高、效率低,提出了Kriging模型与自适应粒子群算法相结合的集成优化策略.Kriging模型代替CAE分析作为粒子群算法迭代过程中的适应函数,大大减少了优化算法的计算量;同时,通过在粒子群算法中引入自适应惯性权系数,加快了粒子群算法的收敛速度.算例表明,基于Kriging模型与自适应粒子群算法的优化策略可以在小样本情况下获取较高的求解精度,并通过与标准遗传算法做比较,表明该优化策略同时具有较高的计算效率.     

多交界面热传导方程模型的数值解与参数估计

本文研究了多交界面热传导模型的数值解以及参数估计. 首先,本文运用有限差分法对传热方程和交界面条件进行离散化,将其转换为三对角型线性方程组.然后,基于追赶算法所给出的线性方程组数值解,本文建立了方程参数的非线性规划模型,并设计自适应粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）. 本文提出的自适应PSO算法对惯性因子实施一种自适应的非线性递减调整策略,以避免群体过早陷入局部极值、提升粒子的寻优精度. 最后,本文以仿真实验比较了自适应PSO算法、标准PSO算法及经典的非线性优化算法如AS（Active Set）算法,IP（Interior Point）算法和SQP算法在参数估计时的性能差异.     

基于变异策略的粒子群算法

在研究粒子群算法的特点之后,将变异因子融入到粒子群算法之中,提出了一种带有变异策略的粒子群算法(MPSO).该变异因子可以提高算法对解空间的开发能力,从而降低了粒子群算法陷入局部最优的可能性.实验结果表明,经过对4个无约束问题、1个高维线性约束问题以及1个实际应用问题的测试,带有变异策略的粒子群算法可以成功地解决高维无约束问题和带有线性约束的高维问题.实验结果也表明,MPSO算法具有很强的收敛性和稳定性,是一种很有前途的优化算法.     

改进的PSO优化SVM的病理图像分类算法

为了提高医学病理图像分类的准确率,提出了一种带有粒子位置权重和粒子之间相关度函数的PSO(particle swarm optimization)参数寻优算法.首先,在经典PSO算法的基础上提出了一种基于适应性原则的位置更新策略.然后,在粒子进行参数寻优的过程中,设计了一个增加粒子之间相关性的函数.该算法可以在不考虑速度影响的情况下进行参数最优解的搜索.最后,用经过PSO优化的支持向量机(SVM)算法分类检测病理图像.实验结果表明,该算法的分类准确率达到了98.5%,较高于另外几种算法.分类检测结果符合临床诊断结果,满足医学研究要求.     

自适应变异的混合粒子群优化策略及其应用

提出了一种新的基于群体自适应变异和个体退火操作的混合粒子群优化（HPSO）算法．该算法将模拟退火过程引入到粒子群优化（PSO）之中，以PSO作为主体，先随机产生初始群体，并开始随机搜索产生新的个体．同时，使用自适应变异操作进行个体变异，对进化过的个体进行退火操作，以调整和优化群体．与模拟退火算法和基本PSO算法相比，HPSO保持了基本PSO算法简单、容易实现的特点，又能进行自适应变异．复杂函数优化和旅行商组合优化问题的实例验证表明，所提算法的全局收敛性较好，提高了摆脱局部最优的能力，有效避免了基本PSO算法的早熟问题．     

一种新的改进粒子群算法

针对粒子群算法应用于复杂函数优化时可能出现过早收敛于局部最优解的情况,提出了一种改进的算法结构.通过构造单个粒子的多个进化方向和类似于蚂蚁群算法信息素表的选择机制,保留了粒子的多种可能进化方向,并对全局最优解进行变异.提高了粒子间的多样性差异,从而改善算法能力.改进后的粒子群算法的性能优于带线性递减权重的粒子群算法.     

简约粒子群优化算法

针对全局版粒子群的早熟和局部版粒子群的最优位置信息利用率低的问题，提出简约粒子群算法．该算法使用速度松弛迭代策略，使粒子不必频繁更新速度，当粒子速度有利于适应度进一步提高时，就在下一个迭代周期内维持该速度，这有利于提高良好速度信息的利用率，减小算法的计算量，加快运算的收敛速度．同时，利用精英集团策略，使多个最优位置信息在种群内充分共享，有效地控制了种群多样性，避免了早熟现象．在典型标准测试函数上进行了全局、局部版惯性因子粒子群和全局、局部版约束因子粒子群测试比较，结果表明简约粒子群算法具有更强的寻优能力和更高的稳定性，且计算量也比较小．     

控制参数值非线性调整策略的灰狼优化算法

为了克服灰狼优化算法在解决函数优化问题时容易陷入局部最优的缺陷,提出采用正弦曲线、对数曲线、正切曲线、余弦曲线和2次曲线的非线性调整策略控制参数值。同时采用变异策略对智能个体位置进行处理,使其位置受适应度值大小影响。对3个标准测试函数进行仿真表明,余弦曲线和2次曲线调整策略优于线性调整策略,其他3种非线性调整策略劣于线性策略。