一种动态调整惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子收敛速度慢、搜索精度不高和算法性能在很大程度上依赖于参数的选取等缺点,提出了一种非线性指数惯性权重粒子群优化算法(Exponential Inertia Weight in Particle Swarm Optimization,EIW-PSO)。在每次迭代的过程中, 采用粒子最大适应值和最小适应值的指数函数来动态调整 算法中的惯性权重,更有利于算法在寻优过程中跳出局部最优;同时,引入随机因子以确保种群的多样性,使粒子更快地收敛到全局最优位置。为了验证该算法的寻优性能,通过8个基准测试函数将标准PSO、线性递减惯性权重LDIW-PSO、均值自适应惯性权重MAW-PSO在不同维度和种群规模下进行测试比较。实验结果表明,提出的EIW-PSO算法具有更快的收敛速度和更高的求解精度。     

带扰动因子的自适应粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法搜索精度不高、易陷入局部最优的问题,提出了一种带扰动因子的自适应粒子群优化算法。该算法进行混沌初始化,采用自适应的惯性权重,并将扰动因子加入粒子个体极值、全局极值和位置更新公式中。通过与其它算法的数值实验对比,新算法能够有效避免局部最优,全局收敛性能显著提高,收敛速度更快。     

一种新的自适应粒子群优化算法

基于粒子分工与合作的思想,提出一种自适应粒子群优化(PSO)算法。该算法为不同的粒子分配不同的任务,对性能较好的粒子使用较大的惯性权,对性能较差的粒子采用较小的惯性权,加速系数根据惯性权自适应调整。将标准PSO算法中的全局最优位置与个体最优位置分别替换为相关个体最优位置的加权平均,更好地平衡了算法的全局与局部搜索能力,提高了算法的多样性与搜索效率。5个经典测试函数的仿真结果及与其他PSO算法的比较结果验证了该算法的有效性。     

一种改进的自适应惯性权重粒子群优化算法

研究粒子群算法优化问题,针对基本粒子群算法早熟收敛,易收敛于局部极值的缺点,提出了一种改进的粒子群算法,采用对全局最优微扰和调整惯性权重的方法,改善算法的优化速度和收敛精度.利用个体寻优能力来定义惯性权重,并且将其控制在0.9-0.4范围内,从而合理地调整全局探索能力和局部开发能力.在每次迭代时对当前全局最优粒子进行微扰,改变它的位置,避免它陷入局部最优.经过对一系列测试函数的计算和比较,证明改进方法无论收敛速度、搜索精度及稳定性均有显著改善.     

动态改变惯性权重的自适应粒子群算法

惯性权重是平衡粒子群算法中平衡全局搜索能力与局部搜索能力的重要参数.为实现快速收敛与并避免陷入局部最优,分析了PSO算法中的惯性权重与种群规模、粒子适应度以及搜索空间维度这三者的关系,并把粒子惯性权重定义为这三者的函数以改进PSO算法.该算法在每次迭代后根据此函数更新每个粒子的惯性权重,实现了自适应调整全局搜索能力与局部搜索能力,并结合动态管理种群的策略提出了改进的粒子群算法.通过在多个常用测试函数上与已有惯性权重调整算法测试比较,证明新算法具有较强的全局寻优能力与较高的搜索效率.     

融合隶属度函数的自适应惯性权重模式的粒子群优化算法

粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的性能极大地依赖于其惯性权重参数的选择策略。当在一次迭代中更新粒子速度时,PSO忽略了粒子间的差异,在所有粒子上应用了相同的惯性权重。针对这一问题,提出一种自适应惯性权重的粒子群算法PSO-AIWA,有效合理地均衡PSO的全局搜索和局部搜索能力。根据当前粒子与全局最优粒子间的差异,算法可以通过基于粒子间距的隶属度函数动态调整粒子的惯性权重,使得每次迭代中,粒子可以根据当前状态在每个维度上的搜索空间内选择合适的惯性权重进行状态更新。在6种基准函数下进行了算法的性能测试,结果表明,与随机式惯性权重PSO算法与线性递减惯性权重PSO-LDIW算法相比,该算法可以获得更好的粒子分布和收敛性。     

一种具有初始化功能的自适应惯性权重粒子群算法

提出了一种改进的具有初始化功能的自适应惯性权重粒子群优化(PSO)算法.该算法首先引入自适应惯性权重策略均衡全局和局部搜索能力,并针对运行过程中出现停滞现象的粒子群,围绕其加权重心位置重新初始化,引导粒子突破了局部极值的限制,提高了算法的收敛速度.最后,将此算法、PSO算法及惯性权重线性递减的PSO(LDW-PSO)算法进行了比较.实验结果表明,该算法不仅有效地增强了粒子突破局部极值的能力,而且算法的收敛速度和稳定性也有了一定的提高.     

基于粒子群与支持向量机的隧道变形预测模型

针对粒子群算法易早熟且在算法后期易在全局最优解附近产生振荡现象,提出一种自适应调整惯性权重的优化粒子群算法。该算法引入双曲线正切函数的非线性变化思想,使惯性权重随着迭代次数的增加产生自适应调整,有利于增强粒子搜索能力及收敛速度,不易陷入局部极值点。将该算法应用于基于支持向量机的隧道变形预测模型中,对预测模型的超参数进行优化,并利用稳态与非稳态两组实测工况数据对组合算法进行工程测试,结果表明采用SaωPSO＋SVM算法可有效提高预测模型的计算精度,增强其鲁棒性,有助于隧道变形的工程建模。     

改进的云自适应粒子群优化算法

为了提高基本PSO算法搜索性能和个体寻优能力,加快收敛速度,提出一种新的云自适应粒子群优化算法（CPSO）。此算法利用云滴具有随机性、稳定倾向性等特点,结合不同粒子与全局最优点的距离动态变化的性质,提出云自适应调整算法用于计算惯性权重,并对新算法进行了描述。通过典型函数优化实验表明,该算法较基本PSO明显提高了全局搜索能力和收敛速度,改善了优化性能。     

基于自适应均值粒子群算法的SVM参数优化方法

针对传统粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对支持向量机(Support Vector Machine,SVM)参数寻优时的低效问题,运用了自适应均值粒子群算法(Adaptive Mean Particle Swarm Optimization,MAPSO)对SVM参数进行优化(MAPSO-SVM算法).采用自适应策略,引入了余弦函数、非线性动态调整惯性因子,每次进化都根据种群中粒子的适应度值大小将粒子分为3个等级,对每个等级的粒子赋予相应的惯性因子,将PSO算法速度更新方程中的个体历史最优位置和全局最优位置用它们的线性组合代替.分别用SVM、PSO-SVM和MAPSO-SVM算法对UCI中不同数据集进行实验测试,结果表明MAPSO-SVM算法比SVM和PSO-SVM算法的分类效果更好,分类准确率比SVM和PSO-SVM算法分别平均提高了14.7290％和1.8347％,同时与PSO-SVM算法相比,算法的收敛精度和效率更高.     

改进的粒子群优化算法优化分数阶PID控制器参数

为了提高分数阶比例积分微分（FOPID）控制器的控制效果,针对FOPID控制器参数整定的范围广、复杂性高等特点,提出改进的粒子群优化（PSO）算法优化FOPID控制器参数的方法。该算法对PSO中惯权重系数的上下限设定范围并随迭代次数以伽玛函数方式非线性下降,同时粒子的惯性权重系数和学习因子根据粒子的适应度值大小动态调整,使粒子保持合理运动惯性和学习能力,提高粒子的自适应能力。仿真实验表明,改进的PSO算法优化FOPID控制器的参数较标准PSO算法具有收敛速度快和收敛精度高等优点,使FOPID控制器得到较优的综合性能。     

基于云模型改进的粒子群K均值聚类算法

研究粒子群K均值聚类算法问题,针对传统粒子群K均值算法容易陷入局部最优解,出现早熟收敛的缺点,提出一种基于云模型改进的粒子群K均值聚类算法．使用X条件云发生器自适应地调整粒子个体惯性权重的方法．保证惯性权重会逐渐减小而又不失随饥性。根据个体适应度的优劣将粒子群分为三个子群,在每次迭代时都保证仍有一个子群的粒子在进行全局搜索,避免算法陷入局部最优和早熟收敛。在典型数据集上的仿真结果表明,改进算法相比其他聚类算法得到较好的聚类准确率和较快的收敛速度,是一种行之有效的方法。     

基于随机惯性权重的简化粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法易出现早熟收敛、搜索速度慢及寻优精度低等缺陷, 提出一种基于随机惯性权重的简化粒子群优化算法。算法采用去除速度项的粒子群简化结构, 通过随机分布的方式获取惯性权重提高新算法的局部搜索和全局搜索能力, 并且学习因子采用异步变化的策略来改善粒子的学习能力。考虑到个体之间的相互影响关系, 每个粒子的个体极值用所有粒子个体极值的平均值代替。通过几个典型测试函数仿真及F-检验结果表明, 提出的算法在搜索速度、收敛精度、鲁棒性方面较已有改进算法有了显著提高, 并且具有摆脱陷入局部最优解的能力。     

一种新的位置变异的PSO算法

针对标准粒子群优化算法在优化高维复杂函数时易产生早熟收敛的问题,提出一种新的位置变异的PSO算法。为平衡算法的全局和局部搜索能力,新算法按一定概率交替使用随机惯性权重和标准PSO算法的惯性权重;为增强种群多样性和抑制算法早熟,新算法在每次迭代中,对满足一定条件的粒子都进行一种有效脱离局部最优区域的位置变异。最后,通过对5个标准测试函数在60维和90维的性能对比实验证实：新算法收敛精度高,且有效克服了早熟收敛问题。     

基于粒距和动态区间的粒子群权值调整策略

由于标准粒子群优化(PSO)算法把惯性权值作为全局参数,因此很难适应复杂的非线性优化过程。针对这一问题,提出了一种基于粒距和动态区间的权值调整策略（PSSIW）,根据粒子的粒距大小在动态区间内选取不同的权值,并通过区间的动态变化来控制算法的收敛速度。设计了四种不同的动态区间,并采用三个常用的标准测试函数测试不同区间对算法性能的影响。通过与标准粒子群算法比较发现,该策略提高了算法摆脱局部极值的能力,是一种新型全局收敛粒子群算法。     

多策略融合粒子群算法及其收敛性分析

针对使用经典线性递减策略来确定惯性权重的粒子群优化算法在实际运算过程中与粒子寻优的非线性变化特点不匹配的问题,提出一种改进的粒子群算法。该算法采用多次随机初始化的策略初始种群位置,再对惯性权重引入随机因子,使其基于粒子适应度大小来动态调节惯性权重,更好地引导粒子进行搜索,提高算法的收敛精度,并证明其能以概率1全局收敛。为了验证该算法的寻优性能,通过8个经典测试函数将标准粒子群算法、惯性权重递减的粒子群算法及提出的改进算法在不同维度下进行测试比较。结果表明,该算法的寻优精度更高。     

基于粒子群算法的WSN覆盖优化

为了提高无线传感器网络性能,针对节点的分布与覆盖方案进行了研究,将拟物力算法中的拟万有引力和拟库仑力与粒子群算法相结合,提出了一种基于惯性权重的拟物粒子群算法。增强了算法全局搜索能力,更快地收敛至全局最优解,减少算法时耗和重复覆盖。仿真结果证明新的算法比基本粒子群和基于惯性权重的标准粒子群算法的全局收敛速度更快,覆盖率更高,重复覆盖的比率更低。