粒子群算法在多目标优化中的应用综述

粒子群优化算法是一种基于群体智能的全局随机寻优算法。它通过粒子搜寻自身的个体最优解和粒子群体的全局最优解来完成更新优化。粒子群算法在很多领域得到了广泛的应用。本文主要论述了多目标PSO约束优化的基本思想、实现情况,并展望了PSO算法在多目标优化中的未来发展方向。     

改进差分进化算法在铝电解多目标优化中的应用

针对多目标优化问题,提出一种改进的差分进化算法(DE).该改进算法首先将DE与粒子群优化算法(PSO)结合,提高DE的收敛速度,然后引入多种群进化策略,有利于维持Pareto解的多样性.同时,在综合考虑机理与工艺的基础上建立铝电解多目标优化模型,并应用改进算法进行求解.仿真结果表明:在电流效率为92％时,改进算法所得的直流功耗为14.03 MW.h/t,比NSGA-Ⅱ的直流功耗降低了1.45％,比传统DE的直流功耗降低了1.75％.表明本文改进算法有效地提高了传统进化算法的性能.     

多目标粒子群优化算法研究

在过去的十多年,粒子群算法对多目标优化问题的应用研究取得了较大的进展．本文首先描述多目标粒子群优化算法（MOPSO）的基本流程,然后从算法设计与应用等方面回顾MOPSO的研究进展,最后对该算法未来的研究进行了分析和展望.     

粒子群优化算法及其在电力系统中的应用

粒子群优化(PSO)算法是一种新兴的基于群体智能的进化算法.介绍了PSO算法的基本原理及各种改进方法,总结了近年来PSO在电力系统中的应用研究成果,主要涉及负荷经济分配、机组组合问题、输电网规划、最优潮流计算、无功优化等领域,指出了PSO算法的广阔应用前景。     

基于密集距离的多目标粒子群优化算法

设计出基于密集距离的多目标粒子群优化算法(CMPSO),该算法根据密集距离大小按轮盘赌方式为每个粒子从外部档案选取全局最好位置并采用基于密集距离的方法对外部档案进行维护.将算法应用于3个复杂的测试实例,并与强度Pareto进化算法2等算法进行比较,计算结果表明CMPSO具有良好的连续优化能力.     

基于多目标粒子群优化算法的输电网规划

输电网规划是一个离散型、非线性、多目标的混合整数规划问题,难于求解.提出一种多目标粒子群优化算法用来求解输电网规划问题.在输电网规划模型中考虑了建设投资费用、运行费用及网损费用等3方面的因素.多目标粒子群优化算法基于Pareto支配关系来更新粒子的个体极值,并采用了精英归档技术,粒子的全局极值由档案库中的非劣解提供.使用Matlab7.1对Garver-6节点系统进行仿真计算,结果表明:与传统的单目标遗传算法相比,多目标粒子群优化算法获得的规划方案总费用更低,该方法可以提高输电网规划的经济性水平.     

多目标粒子群算法在医院床位安排中的优化应用

针对医院病床安排问题,将病床周转率等效为病人总住院时间,将患者满意度等效为病人等待时间,以入住病人总住院时间和病人等待时间为目标函数,创立多目标优化模型,给出算法求解的具体流程,然后利用多目标粒子群算法进行求解,得出关于病床安排问题的非劣解集。最后,结合实例对算法性能进行了仿真分析,结果表明多目标粒子群能给出多种病床安排方案,实现了多目标之间的折中权衡,是医院床位安排问题的一种有效解决途径。     

一种多项指标全提升的多目标优化演化算法

针对当前大部分多目标优化演化算法设计复杂、耗时巨大,以及取得的近似Pareto前沿点不够多、分布不均匀、覆盖不完整等问题,提出了一种新的基于粒子群和几何Pareto选择算法的多目标优化PSGPS算法.经过5个测试问题的实验结果表明:该算法使用较低的时间消耗,就能在前沿点个数、前沿点分布均匀性、覆盖完整度等性能指标上都优于当前流行的NSGA2,SPEA2和PESA等多目标优化演化算法.     

基于新型Memetic算法的多目标优化

为了更好地解决多目标优化问题,提出一种求解多目标优化问题的新型memetic算法。该算法利用微粒子群算法的全局搜索能力和同步启发式局部搜索相结合进行局部微
调;利用基于模糊全局极值的概念处理种群中过早出现收敛以及解多样性保持等问题。通过进一步检测得出新算法的特点并展示其在多目标优化问题上的独立性和综合效应。同时应用新型算法对IEEE14节点标准电网进行无功优化计算。结果证明,该新型memetic算法具有很好的寻优能力,验证了该算法的有效性及科学性。     

多目标群搜索优化算法及其在结构设计中的应用

为克服工程结构多目标优化设计中遇到的边界处理困难、编程复杂、计算效率低等问题,结合Pareto最优解理论,将群搜索算法改进成多目标群搜索算法(multi-objective group search optimization,MGSO)。通过平面10杆桁架的连续变量优化及空间25杆桁架的离散优化设计的算例,证明多目标群搜索算法在工程结构优化设计中的可行性与实用性。结果表明:多目标群搜索算法作为一种随机算法,其收敛速度快,在计算过程中只需要选择整体最优个体,不需要逐个检查约束,能节省大量的计算时间,对于高维问题,特别是复杂的工程实际问题,有明显的优越性。     

速度自适应粒子群优化算法在故障诊断中的应用

在原始粒子群优化算法(PSO)中设置动态最大限制速度基础上,提出一种速度自适应粒子群优化算法。经过神经网络的测试表明,该算法在收敛速度和精度上都优于原始算法,并且参数选取灵活,容易实现。将改进算法应用于实验室变速箱的神经网络故障诊断系统中,并与PSO和BP算法进行了比较,得出该算法不仅对变速箱故障的识别准确率比较高,而且故障诊断的精度和效率也较高。     

智能家庭用电多目标优化方案研究

分析了家庭用电的微电网系统,研究了粒子群算法以及多目标优化理论. 在此基础上,设计了一种面向家庭用电的多目标优化模型,利用人工智能粒子群算法处理多维目标函数,制定了用电优化策略. 计算机仿真结果表明,该策略有效优化了家庭能耗,达到了节能减排的目的.     

一种新颖的多目标优化算法

粒子群算法的特性使得其在解决多目标优化问题时具有很强的竞争性,提出了一种结合小生境思想和在线归档策略的多目标粒子群优化算法,该算法能够在进化过程中保持优良种群。通过3个测试函数来评价算法性能并将算法与NSGA-II做比较,结果表明提出的算法的时间耗费明显小于NSGA-II算法且解集沿着Pareto非劣最优目标域有很好的扩展性。     

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。     

组合粒子群优化和分布估计的多目标优化算法

提出组合粒子群优化和分布估计的多目标优化算法。在寻优迭代过程中,一半的后代由粒子群算法产生,带有变异操作的粒子群优化算法具有全局搜索能力;另一半后代采用分布估计算法来产生,分布估计算法具有良好的学习和局部搜索能力,由其提取决策空间的信息并建立期望解的概率分布模型,对这个分布模型进行采样而产生下一代的解。与多种多目标优化算法的比较实验表明,组合算法在基准函数ZDT1～ZDT3,ZDT6和ZDT6-1上获得的Pareto解集具有较好的收敛性与多样性,在ZDT4实例上的性能适中。     

多目标车辆路径问题的粒子群优化算法研究

针对粒子群算法(PSO)及其变种在约束多目标等复杂问题优化过程中所遇到的易陷入局部最优和收敛性问题,提出了一种基于动态学习和突变因子的粒子群算法(DSPSO)。首先,通过分析粒子群群体的学习机制,采用动态的学习策略,使粒子自适应动态调整认知成分和社会成分在迭代更新中的权重,以引导自身向最优解的方向探索,有效改善了群体的收敛速度;其次,通过引入阶梯突变因子的概念,使粒子在陷入局部最优时进行试探跳跃,阶梯突变赋予粒子突破更新步长限制的能力,使粒子在当前位置速度矢量方向上的二维空间邻域内进行试探寻优,当发现更优解时则跳出当前局部最优;最后,通过在BenchMark基准函数测试集中典型函数上的实验,证明了DSPSO的求解精度和收敛速度均优于对比算法。在多目标车辆路径问题实例优化中,解的可接受率和成功率分别为0.91和0.66,远优于对比算法中最优解的0.16和0.11,体现了所提改进算法在车辆路径问题中的优越性。     

PSO算法在电力系统中的应用现状和前景探析

粒子群优化（PSO）算法是一种新兴的群体智能优化技术,在简要介绍PSO算法工作原理的基础上,描述了粒子群优化方法在电网规划、检修计划、短期发电计划、机组组合、负荷频率控制、最优潮流、无功优化、谐波分析与电容器配置、参数辨识、状态估计、优化设计等方面的应用,并对今后可能的应用指出了研究方向．     

改进的粒子群算法在印刷业优化管理中的应用

从印制质量及生产计划两个方面综合考虑,讨论印刷业优化管理的问题．首先对印刷品优先权的确定、印刷错误的研究,建立了印刷业多目标最优化的管理模型;其次通过改进的粒子群算法对该多目标问题进行优化．数值实例表明,该模型在印刷业优化管理中是有效可行的．     

基于GIS的CA-PSO多出口场景疏散模型研究

参考当前所处位置的人员密度以及所选出口的密度大小,融合元胞自动机与粒子群优化算法,建立了一个新的CA-PSO人员疏散模型模拟教学楼中学生的疏散过程.通过对同一疏散环境中教室的学生进行模拟疏散实验对比,结果表明:在元胞自动机模型基础上结合粒子群优化算法,模拟疏散过程的结果更加符合实际,疏散效率高.将其结合地理信息系统,模拟教学楼某楼层学生疏散行为,具有较好的实用性和通用性.     

基于密度聚类的多目标粒子群优化算法

提出了一种基于密度聚类的领导粒子选择策略的多目标粒子群优化算法。首先,将粒子进行分类;然后,对外部档案采用改进的循环拥挤距离排序,并将高斯变异引入到进化种群,在保持具有全局搜索能力的同时,也避免了陷入局部最优。对WFG系列测试函数的仿真结果表明,与经典多目标优化算法相比,本文算法在解的收敛性和多样性等方面有显著的提升。