基于粒子群优化的粒子滤波算法应用研究

粒子群优化算法是一种基于群体智能理论的全局寻优算法。文中首先对粒子群优化算法的原理和实现过程进行了研究,然后比较了粒子群优化算法与粒子滤波算法的异同,并将粒子群优化算法引入到粒子滤波算法中,解决了粒子贫乏的问题,提高了每个粒子的作用效果,同时给出了PSO-PF算法的基本步骤。最后将PSO-PF算法应用于自航耙吸挖泥船的泥舱溢流损失估计中,采用实测工程数据进行了仿真,仿真结果表明该PSO-PF算法基本达到了预期的效果,为自航耙吸挖泥船操作人员的施工提供了决策支持。     

一种新型的简化群优化粒子滤波算法

针对粒子滤波的粒子退化和贫化问题,将新兴的简化群优化(SSO)算法引入到粒子滤波的重采样阶段.SSO算法结构简单,在保留优良粒子的基础上,增加一项粒子随机运动过程,以提供粒子多样性.实验结果表明,新算法不仅有效提高了对非线性系统状态的估计精度,而且具有更高的运算速度.     

基于粒子群优化粒子滤波的SC-FDE系统信道估计方法

信道估计是SC-FDE系统中接收机对信道进行补偿的前提,针对该系统经典估计算法PF算法存在的粒子权值退化问题,结合粒子群算法,提出了基于粒子群寻优的改进PF算法的SC-FDE系统时变信道估计方法。在分析SC-FDE系统通信原理和建立信道估计动态空间模型的基础上,分析粒子滤波原理,引入粒子群寻优的思想,通过Logistic映射获得随机粒子序列,并利用PSO算法改善粒子分布区域。利用MATLAB软件将PSO PF算法与LS算法、EKF算法、DFT算法进行仿真对比,仿真结果表明,与其他传统信道估计算法相比,PSO PF算法在高斯噪声与非高斯噪声信道环境中均能有较低的误码率与归一化均方误差,并且在慢时变信道环境中性能更好。     

非高斯噪声环境下的智能粒子滤波多用户检测方法

粒子滤波适用于任何非线性非高斯系统的状态估计问题,具有应用灵活、适用范围广等优点．建议分布的选择恰当与否直接决定着粒子滤波的估计精度和估计效率．针对这一难点提出了采用粒子群优化算法来确定粒子的建议分布．粒子群优化算法作为新的群智能算法同样适应于各类非线性非高斯系统,采用该算法确定粒子滤波的建议分布保证了粒子滤波广泛的适应性,同时提高了估计精度．最后在Alpha稳定分布噪声环境下对CDMA系统多用户检测进行了仿真,结果表明,采用智能算法来确定粒子的建议分布极大地提高了粒子滤波的估计精度．     

一种粒子群优化扩展卡尔曼粒子滤波算法

本文提出一种采用粒子群（PSO）优化扩展卡尔曼粒子滤波（EPF）的新算法．由于上一时刻的目标解对当前时刻目标的影响最大,提出粒子群中的粒子不考虑其自身最佳经历和群体最佳经历,而只考虑前一时刻的全局最优解;取上一时刻的目标解代表粒子集中全局最优解．采用粒子群优化扩展卡尔曼粒子滤波（EPF）的状态转移方程,使得粒子集在权值更新前趋向于高似然区域,从而更加逼近真实状态的后验概率密度分布,克服了粒子退化问题,提高了预估精度,并极大地降低了所需的粒子数．仿真实验结果表明,该算法预估性能优于传统的粒子滤波方法．     

基于粒子群优化粒子滤波的目标跟踪方法

为了提高粒子滤波在视频跟踪中的稳定性,解决粒子多样性衰退的问题,提出了一种基于粒子群优化粒子滤波的视频目标跟踪方法 .该方法在粒子滤波跟踪过程中,首先使用均值漂移方法来确定全局最优位置.同时,设计了一种使用高斯随机数的优化速度,并通过有效粒子数阈值来作为停止优化的判决条件.通过优化过程,使粒子向具有更高似然度的区域收敛.对序列图像的跟踪实验结果表明:该算法提高了估计精度,能够有效地跟踪目标,具有较好的鲁棒性.     

基于高斯学习多峰延迟粒子群优化算法

为克服粒子群在解决多峰函数复杂问题时存在收敛速度慢和极易陷入局部最优值的缺点,提出了一种基于高斯学习多峰延迟粒子群混合算法。首先引入改进的高斯学习提高算法的收敛速度,然后在此基础上,针对4 种进化状态在算法中引入延迟因子避免局部最优问题。通过对6 个单峰多峰测试函数进行仿真实验,验证了GLPSO( Gaussian Learning PSO) 算法具有更好的收敛速度,同时验证了GLMDPSO( Gaussian Learning Multimodal Delayed PSO) 算法在处理多峰函数复杂问题时具备更好的全局搜寻能力。因此,改进算法在解决多峰函数寻优问题时可有效跳出停滞状态,提高收敛速度并具有较好的寻优能力。     

带自适应压缩因子粒子群优化算法

针对函数全局优化问题,提出了一种自适应压缩因子粒子群优化算法。研究的结果是对粒子群优化算法定义了一个与迭代步有关的压缩因子,随着迭代步不断增大压缩因子逐渐减小,使得在算法初期,压缩因子较大,提高算法的全局搜索能力,在算法后期,压缩因子较小,提高算法的局部搜索能力,另外,把差分进化算法中的交叉与变异思想引入到该粒子群优化算法中,改善了粒子的多样性。最后把算法应用到两类测试问题中,并与其他粒子群优化算法进行比较分析,数值结果表明,算法是可行的、有效的。该成果对全局优化问题的求解具有一定的参考价值和指导意义。     

基于高斯白噪声扰动变异的粒子群优化算法

为了有效避免粒子群算法(PSO)早熟和局部收敛的现象,在深入分析PSO算法的基础上,提出了一种基于高斯白噪声扰动变异的粒子群优化算法(GMPSO).该算法以一定的概率选中粒子进行基于高斯白噪声扰动的变异,并重新随机产生飞离搜索区域的粒子,以克服粒子群后期多样性严重下降的缺点.通过对Benchmark函数的测试表明:GMPSO算法无论是搜索精度、速度还是稳定性均显著优于PSO算法.     

基于GHF高斯粒子滤波的检测前跟踪算法

针对粒子滤波存在粒子退化,会导致检测前跟踪(TBD)算法的检测和跟踪性能下降这一不足,提出了一种基于高斯-哈密顿滤波(GHF)高斯粒子滤波的TBD算法.该算法基于高斯粒子滤波,采用GHF算法构造的重要性密度函数采样连续出现粒子,考虑了最新的量测信息,采样粒子更逼近于真实的后验概率密度,克服了粒子退化问题.仿真结果表明:与基本TBD算法相比,所提出的TBD算法提高了对目标的检测和跟踪性能.     

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...     

基于二阶段微粒群优化模糊C-均值算法的模糊聚类分析研究

针对常规动态聚类方法对初始聚类中心的敏感性和容易陷入局部最优的缺点等问题,提出了基于二阶段微粒群优化模糊C-均值算法(TPSOFCM),并将此算法与现有的模糊C-均值聚类算法和基于多阶段的模糊C-均值算法进行比较。该算法对Iris数据进行聚类,计算结果表明:该算法有较好的全局收敛性,不仅能有效地克服传统的模糊C-均值算法易陷入局部最优解的缺点,而且全局收敛能力优于模糊C-均值聚类算法和基于多阶段的模糊C-均值算法。     

基于SVM-RFE和粒子群优化算法的恶意域名检测模型

域名解析作为网络建立连接的第一个步骤,对恶意域名进行快速识别是阻断异常网络行为的有效措施。本研究利用机器学习和随机搜索算法,提出了一种基于SVM-RFE和粒子群优化算法的恶意域名检测模型。分析域名字符特征、解析特征和注册特征,使用SVM-RFE算法进行特征权重排序,通过优化的粒子群算法确定最佳SVM参数和特征选择。实验证明该检测模型具有较好的效率和准确度。     

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.     

Apical-dominant particle swarm optimization

Particle swarm optimization （PSO） is a new stochastic population-based search methodology by simulating the animal social behaviors such as birds flocking and fish schooling. Many improvements have been proposed within the framework of this biological assumption. However, in this paper, the search pattern of PSO is used to model the branch growth process of natural plants. It provides a different potential manner from artificialplant. To illustrate the effectiveness of this new model, apical dominance phenomenon is introduced to construct a novel variant by emphasizing the influence of the phototaxis. In this improvement, the population is divided into three different kinds of buds associated with their performances. Furthermore, a mutation strategy is applied to enhance the ability escaping from a local optimum. Simulation results demonstrate good performance of the new method when solving high-dimensional multi-modal problems.     

基于智能优化粒子滤波算法的人体运动目标跟踪

粒子滤波算法应用于目标跟踪时,存在样本贫化和计算量大的问题,提出了一种基于智能优化粒子滤波算法.利用粒子群算法良好的局部寻优和全局寻优能力对重采样之后的粒子集进行操作,使粒子可以智能地合作起来,减轻样本贫化.实验结果表明,该算法实时性强,提高目标状态的估计精度,缩短了计算时间,其滤波性能优于常规粒子滤波算法.     

简化的自适应粒子群优化算法

胡旺等人在2007年提出了一种简化粒子群优化算法,基于他的思想,我们给出一个简化自适应粒子群优化算法,在该算法中权重采用标准粒子群算法的自适应权重公式,但是权重的最大值根据解的进化情况不断更新,解改进的成功率的越大权重最大值增大,反之,解改进的成功率的越小权重最大值减小.最后,通过几个典型例子对给出的算法进行检验并与其...     

基于高斯搜索的改进粒子群优化在磨矿预测控制中应用

磨矿车间工业现场在保证控制效果的同时,一般要求控制变量具有较小的变化率。提出一种基于高斯搜索的改进粒子群优化算法,该算法以高斯分布来初始化粒子群,并改进粒子速度更新公式,将所提算法融合到最小二乘支持向量机预测控制中。针对选矿厂磨矿过程,给出了基于最小二乘支持向量机的预测控制系统,以及基于高斯搜索的改进粒子群优化算法步骤。对实际磨矿过程进行仿真实验,结果表明该算法在保证控制效果的同时,能大幅度减小控制量的变化率,具有良好的性能指标和应用前景。     

Hybrid particle swarm optimization for solving resource-constrained FMS

In this paper,an approach for resource-constrained flexible manufacturing system(FMS)scheduling was proposed,which is based on the particle swarm optimization(PSO)algorithm and simulated annealing(SA)algorithm.First,the formulation for resource-con-strained FMS scheduling problem was introduced and cost function for this problem was obtained.Then.a hybrid algorithm of PSO and SA was employed to obtain optimal solution.The simulated results show that the approach can dislodge a state from a local min-imum and guide it to the global minimum.     

基于粒子群的三支聚类算法

针对K均值聚类(K-means)算法处理复杂问题时易陷入局部最优值、聚类质量较差等不足,提出一种基于粒子群的三支聚类算法.该算法先以随机产生的聚类中心组合作为初始粒子,构成粒子群;然后,通过调整算法中的速度公式参数,使粒子在迭代过程中能较快速地找出全局最优解,即最优的聚类中心;最后,采用三支决策的方法考察数据与类的关系,把确定归属的数据分配到类的核心域,归属不确定的数据分配到类的边界域.实验结果验证了所提算法的有效性,在寻找全局最优值和聚类结果准确性等方面算法都具有较好的性能.