微粒群优化算法研究

微粒群算法(PSO算法)是模拟鸟类、鱼群等的群体智能行为的一种启发式全局优化技术.通过介绍微粒群优化算法的原理、算法流程、算法参数及其对算法性能的影响,给出了各种改进的微粒群算法形式以及研究现状,归纳了微粒群算法的国内外应用进展及研究方向.     

微粒群算法研究进展

微粒群算法是一种新型的进化计算技术．本文首先介绍了微粒群算法的基本原理、流程和相关参数，并分析了关键因子对算法搜索性能的影响，然后结合目前国内外算法的研究现状对几种改进算法和微粒群算法的应用进行综述，最后提出微粒群算法存在的问题和将来有待研究的内容。     

惯性权重线性调整的局部收缩微粒群算法

针对微粒群优化算法存在陷入局部极小点和搜索效率低的问题, 给出一个新的速度更新策略局部收缩策略, 并提出一种改进的微粒群优化算法, 该算法保持微粒群优化算法结构简单的特点, 改善了微粒群优化算法的全局寻优能力, 提高了算法的收敛速度和计算精度. 仿真计算结果表明, 改进的算法性能优于混沌微粒群优化算法、 微粒群优化算法和带有收缩因子的微粒群算法.     

基于信赖域技术的局部收缩的微粒群算法

为了改善标准的微粒群优化算法(SPSO)的性能,给出一个新的速度更新策略——局部收缩策略,且把信赖域技术引入PSO算法中进行惯性权重的动态调整,提出一个新的微粒群优化算法——基于信赖域技术的局部收缩的微粒群算法.新算法(NPSO)保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度.利用10个测试函数测试新算法的性能,并分别与SPSO、与混沌相结合的微粒群算法(PSOC)、具有被动聚集的微粒群算法(PSOPC)、SPSO的全局版本及带有收缩因子的微粒群算法(CPSO)比较,实验结果表明,新算法(NPSO)大大地改善了实例测试函数的表现.       

复杂函数优化中的一种扩展微粒群算法

为了提高标准微粒群算法处理复杂函数时的优化性能,引入了一种扩展形式的新微粒群算法。该算法充分利用了微粒群算法中两个量的优点：群体最优位置利于引导个体快速进化、个体最优位置的中心利于增强群体的多样性。新算法是标准微粒群算法的扩展形式,同时保持了迭代公式的简洁形式。通过复杂函数优化的数值模拟表明,扩展的微粒群算法较标准微粒群算法在寻优能力上有明显的提高。     

基于Powell搜索法的简化微粒群算法

利用Powell搜索法求解精度高、收敛速度快和局部强搜索能力强等优点,在简化微粒群算法的基础上,结合Powell搜索法,提出一种新型简化微粒群算法—Powell-SPSO算法.改进算法将Powell搜索法融合在简化微粒群算法中,让Powell搜索法与简化微粒群算法进行交替搜索.同时微粒的迭代利用了Powell搜索法的强搜索能力,使得算法改善了简化微粒群算法因每个微粒采用相同迭代公式进行进化而造成的微粒间的弱差异性,避免了易出现早熟、搜索速度慢等缺点.仿真结果表明,与标准微粒群算法(PSO)、简化微粒群算法(SPSO)、文献[10]算法相比较,不论是对高维函数还是低维函数,改进的算法都能够有效地避免早熟问题,并能显著地提高收敛速度和收敛精度.     

工程项目多目标协同优化研究

将微粒群算法(particle swarm optimization,PSO)引入工程项目多目标协同优化领域,研究工程项目的质量、费用、资源和工期的协同优化问题。文章首先系统介绍微粒群算法原理、流程以及算法的改进发展,然后研究了工程项目质量、费用、工期和资源的协调功效系数,并建立了质量、费用、工期和资源的多目标协同优化模型,接下来介绍了应用微粒群算法编码解决工程项目多目标优化的方法步骤。最后,通过一个应用实例,计算表明微粒群算法可以准确快速地解决工程项目多目标协同优化问题。     

微粒群算法优化信息的分组延迟传播模式

在改进型微粒群算法基础上,考虑对寻优空间充分搜索及算法总体收敛的需要,将信息的分组延迟传播模式应用于微粒群算法.首先对微粒群进行具体分组,然后设计了用于微粒群迭代寻优求解的分层延迟通讯模式,最后针对高维多峰函数优化问题进行了数值仿真实验.     

两群替代微粒群优化算法及其应用

提出一种两群替代微粒群优化算法（TSSPSO）,并对算法参数进行分析和对算法方程进行修正。该方法将微粒分成飞行方向不同的两分群,其中一分群微粒朝着最优微粒飞行,另一分群微粒朝着相反方向飞行;飞行时,每一微粒不仅受到微粒本身飞行经验和本分群最优微粒的影响,还受到全群最优微粒的影响。搜索时,每一次迭代均以一定的替代率用一分群中若干优势微粒取代另一分群中相同数目的劣势微粒。对4种常用函数的优化问题进行测试并进行比较,结果表明：两群替代微粒群优化算法比基本微粒群优化算法更容易找到全局最优解,优化效率和优化性能明显提高。将两群替代微粒群优化算法用于常压塔汽油干点软测量,建立基于两群替代微粒群优化算法的汽油干点神经网络软测量模型,通过与实际工业数据的比较,表明基于两群替代微粒群神经网络的软测量模型精度高、性能好。     

异步随机微粒群算法

在研究微粒群算法生物特征的基础上，提出了一种异步随机微粒群算法——ASPSO．该方法是在微粒的进化过程中，采用异步模式使全局最好位置信息以异步方式在种群中传播。从理论上证明了ASPSO与同步模式微粒群算法SPSO相比较具有更快的局部收敛速度，并对四个经典测试函数进行了仿真测试，测试结果表明：与SPSO相比，ASPSO算法具有更快的收敛速度。     

小生境微粒群优化算法

将小生境技术引入到微粒群优化算法之中,设计出一种小生境微粒群优化算法。该算法除了始终赋予微粒生命力,还将位置重叠的差适应值微粒在搜索空间重新启动。通过对4个常用测试函数进行优化计算,仿真结果表明小生境微粒群优化算法比基本微粒群优化算法具有更好的优化性能。     

动态环境下几个改进微粒群算法的性能比较

微粒群算法是一种模拟动物群体行为的随机优化算法,而且已经提出了许多改进策略,然而,受各种不确定因素的干扰,现实世界中很少有系统是静态的,因此动态优化问题的研究更具有实际的工程意义。为此,在动态环境下,用最近提出的两个改进微粒群算法同标准微粒群算法以及其他两个高性能的改进微粒群算法进行性能比较和分析。通过比较,本文得出在不同的动态环境下,不同的算法表现出了相异的特点。     

面向高维度目标函数的微粒群优化算法

针对基本微粒群算法在处理高维度目标函数容易出现早熟的问题,提出了一种新的微粒群算法面向高维度目标函数的微粒群算法(HDOF-PSO).分析了基本微粒群算法难以处理高维度目标函数的原因.通过引入信心度和试探策略,算法的收敛速度得到提高;通过引入成功度,搜索过程中的变异概率能够自适应修正.在特定测试函数集上的实验表明,HDOF-PSO在处理高维目标函数时,比基本微粒群算法和一个改进的微粒群算法具有更快的收敛速度和更好的收敛性.     

一个与信籁域搜索技术相结合的微粒群算法

微粒群优化算法(PSO)是一种有效的随机全局优化技术.文章针对利用微粒群优化算法进行多极值点的函数优化时,存在陷入局部极小点和搜索效率低的问题,把信籁域搜索技术引入到PSO算法中,提出了基于信籁域搜索的微粒群优化算法(TRPSO).该算法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高了算法的收敛速度和计算精度.仿真计算结果表明,该算法的性能优于混沌微粒群优化算法(CPSO)和基本微粒群优化算法(PSO).     

平面绞链四杆机构的改进微粒群算法优化设计

文章介绍了微粒群优化算法的原理，提出了增加种群多样性和算法随机性的改进微粒群算法及实现过程，并把该算法应用于复杂机械优化问题。实例表明，该方法全局收敛性好，是解决工程设计中复杂线性优化问题的可行方法。     

基于自组织邻域结构的微粒群算法

通过构建自组织邻域结构来保持群体多样性,以克服微粒群算法(PSO)易局部收敛的缺点.模拟动物群体趋利避害的行为选择机制,以微粒的适应值择优建立自组织邻域结构的连接.实验结果表明,基于自组织邻域结构的微粒群算法(SONPSO)优于微粒群算法、基于环形结构和动态环形结构的微粒群算法.     

一种基于微粒群算法的自适应滑模控制

提出了一种基于微粒群算法的自适应滑模控制方法,把微粒群算法运用于自适应滑模控制器设计中.首先利用一种自适应算法估计系统中总不确定量的上确界,然后利用微粒群算法对自适应滑模控制器的切换参数和自适应参数进行优化调节,在改善系统控制性能和鲁棒性的同时削弱了抖振.仿真研究结果证明了该方法的有效性.     

微粒群算法在分类规则提取中的应用

分类是数据挖掘研究的主要内容之一,将微粒群算法应用于分类中,主要用于分类规则的提取,给出了适用于微粒群算法的分类规则编码,并构造了适应值函数,采用UCI标准数据集进行实验,结果表明算法的有效性。     

一种仿生优化方法—微粒群算法

介绍了一种新的仿生优化算法—微粒群算法。与传统的优化算法相比,微粒群算法在全局优化性能等多方面具有相当的优越性。     

空间分割微粒群算法

提出了一种适用于高维数值优化问题的空间分割微粒群算法。该算法通过将整个搜索空间分割成若干子空间,在这些子空间上利用嵌入零搜索算子的微粒群算法进行优化。实验结果表明该改进微粒群算法可以有效地解决高维数值优化问题。