粒子个体最优位置变异的粒子群优化算法

为了有效地控制粒子群优化算法的全局搜索和局部搜索,克服算法早熟收敛的缺陷.在深入分析和研究标准的PS0算法的基础上,在标准的PS0算法后期,通过对种群个体最优位置采取高斯变异处理的策略,有效控制了粒子群的多样性,保持了粒子群的活性,增强了粒子群跳出局部极值点的能力.采用6个标准的测试函数测试算法的性能,仿真结果表明,对函数Sphere Griewank、Rastrigrin、Ackley和Schaffer,算法均能够以很快的速度全部收敛到目标值,算法具有较好的全局搜索能力和稳定性,其性能显著的优于标准的粒子群优化算法.     

一种加权变异的粒子群算法

针对粒子群算法易于陷入早熟、收敛速度慢及收敛精度低的问题,提出了加权变异的WVPSO(Weighted Variation Particle Swarm Optimization)粒子群算法。根据自适应惯性权重和自适应学习因子,平衡了全局搜索和局部搜索能力;基于算术交叉的变异和自然选择机制的替换策略,增加了粒子的多样性,提高了算法的收敛精度;最后加入高斯扰动,使粒子产生震荡,更容易跳出局部最优。仿真实验表明,相比多个具有代表性的群智能进化算法,WVPSO算法在求解精度和收敛速度上效果更佳,并且在高维函数优化问题上具有更好的精度和稳定性。     

基于动态种群的双重学习粒子群优化算法

粒子群算法的全局勘探能力和局部开发能力的不协调往往会导致算法收敛不精、陷入早熟。针对上述问题,提出了基于动态种群的双重学习粒子群优化算法(DP-DLPSO)。首先将粒子种群划分为勘探子种群和开发子种群,让两个子种群以不同的学习机制引导粒子运动,粒子处于寻优期间时,子群体间无信息交流,如果开发种群陷入局部最优也不会影响到勘探种群的寻优能力;其次,采用动态种群思想,勘探种群将会把好的粒子输送到开发种群中去,增加开发种群中有效解的几率,提高粒子的收敛精度;最后,对开发种群采用高斯扰动策略以提高粒子跳出局部最优的能力。将DP-DLPSO与5个改进粒子群算法进行比较,实验结果表明DP-DLPSO在收敛精度和收敛速度上具有更大的优势。     

基于混沌思想的粒子群优化算法

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优的缺点，根据混沌运动的随机性、遍历性特点，提出一种基于混沌思想的粒子群优化算法（CPSO）、该算法利用种群适应度方差进行早熟收敛判断，实现对进化过程的监视，当发现种群陷入局部最优时，对种群进行混沌初始化，帮助种群摆脱局部最优点．对4种典型测试函数的仿真结果表明，改进算法明显减少了种群陷入局部最优的可能性．其全局寻优能力明显强于标准粒子群优化算法．     

基于改进粒子群算法的组合测试数据生成

针对传统粒子群优化算法生成测试数据容易产生早熟收敛而陷入局部最优的问题,提出一种基于改进粒子群算法的组合测试数据生成算法。该算法在粒子群算法的基础上引入一种惯性权重自适应调整策略,根据粒子的适应度不同采用不同的惯性权重,从而有效的平衡算法的全局和局部搜索能力,增加种群的多样性并提高算法的搜索效率。仿真实验表明该算法与传统粒子群算法相比,所需迭代次数减少,生成组合测试数据速度快。     

全局组搜索优化算法及其应用研究

组搜索优化算法GSO(Group Search Optimizer)是一种基于动物捕食原理的新型群智能优化算法。本研究提出了一种改进的GSO优化算法:全局组搜索优化算法GGSO(Global GSO)。主要在两个方面对GSO算法进行了改进,一是在迭代过程中引入加速系数,加快种群收敛速度,增强算法的局部搜索能力;二是用高斯函数来产生随机位置变异,扩大搜索空间,从而增强算法的全局搜索能力。经过11个无约束测试函数和3个带约束问题的测试及与其他文献的比较可知,GGSO算法具有较好的局部和全局搜索能力,并且能够解决复杂的实际问题。     

全局最优位置变异粒子群优化算法

针对粒子群优化算法的早熟收敛,容易陷入局部最优且搜索精度不高等缺点,在现有的粒子群优化算法的基础上对其进行了若干改进,提出了避免微粒群陷入局部最优的全局最优位置变异的粒子群算法,并与其他算法做了比较,体现了其优越性.     

多角色多策略多目标粒子群优化算法

针对粒子群算法在解决复杂多目标问题时存在过早收敛和多样性不足的问题,提出多角色多策略多目标粒子群优化算法(MOPSO_RS). 该算法根据粒子的角色划分指标,给不同性能的粒子赋予不同角色;提出多策略的学习参数调整方法和多策略的全局最优粒子选取方法,帮助种群执行各种搜索策略. 不同的学习参数使各角色粒子获得不同的搜索策略,以调整粒子的探索和开发能力. 不同的全局最优粒子使各角色粒子搜索不同区域,提高种群的搜索效率. 为了避免算法陷入局部最优,引入带有高斯函数的变异算子,使粒子根据其角色朝向不同的全局最优粒子变异,提高算法的求解精度. 实验结果表明,对比其他改进多目标算法,MOPSO_RS具有良好的收敛性和多样性,并验证了所提策略的有效性.     

融合快速信息交流和局部搜索的粒子群算法

为优化传统的粒子群算法一直存在的收敛慢、易早熟的缺点,提出了一种融合快速信息交流和局部搜索的粒子群算法。依据粒子群算法参数的特点,设计了新的自适应惯性权重和加速因子,使粒子可在算法的不同阶段根据种群的状态自适应地调整速度。借鉴基因交换的思想,提出了粒子快速信息交流机制,以避免"两步前进,一步后退"效应;改进了传统的Hooke-Jeeves搜索方法,并应用于粒子群算法中,对最优粒子进行局部搜索,提高了收敛精度。通过几个经典测试函数对新算法的测试表明,可显著提高收敛的精度。     

适于混合整数非线性规划的混合粒子群优化算法

通过加强粒子群优化（PSO）算法处理约束和整数变量的能力,使其适于求解混合整数非线性规划（MINLP）,构建了一种混合粒子群优化（HPSO）算法.建立了种群的约束矩阵来反映其解满足约束的情况,运用Pareto支配概念评价解的优劣,确定种群的局部最优点和全局最优点.通过增设基于距离函数的概率取整操作和随机变异的解修复操作,加快了搜优速率.利用各粒子的局部最优点信息更新速度,采用多粒子群策略增强了种群多样性.实例测试结果显示,与其他算法相比,HPSO算法具有更好的全局寻优能力,收敛速度更快.     

Diversity controlled multiobjective particle swarm optimization

For solving the premature in traditional multiobjective particle swarm optimization,a multi-objective particle swarm optimization based on diversity control is proposed.The proposed algorithm utilizes a diversity metric,which is based on weight vectors,to evaluate the population diversity in each generation and control the evolution process of the algorithm adaptively.To maintain population diversity,an adaptive mutation strategy based on Steffensen’s method is adopted to update the repository population.With the purpose of balancing the population diversity and convergence,the global best positions of particles areselected adaptively.This algorithm is compared with several widely used multiobjective evolutionary algorithms on a set of benchmark test problems in the experimental part.Statistical results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

一种混合优化算法及其性能

结合遗传算法、粒子群优化算法和免疫算法提出了一种实数编码的混合优化算法(IG-PSOA),该方法利用非线性竞争择优的交叉操作和粒子群进化操作来提高算法的搜索效率,通过免疫选择和募集新成员操作保证种群的多样性,以避免早熟和局部收敛。从理论上分析了算法的收敛性和计算复杂度;用数值试验的方法分析了算法的鲁棒性和参数的取值范围。对7个测试函数的数值试验表明,该算法不仅提高了算法的全局搜索能力,提高了收敛的速度,而且提高了求解的质量和优化结果的可靠性,是一种有潜力的优化方法。     

基于量子行为粒子群算法的航空瞬变电磁拟二维反演技术

传统的确定性反演算法严重依赖初始模型,易陷入局部极小值中,导致最终反演结果偏离真实模型。粒子群(PSO)算法作为一种随机性反演算法,具有较强的跳出局部极小值的能力,但是仍存在早熟收敛和收敛速度慢等问题,限制了该算法在二、三维电磁反演中的发展。针对上述问题,首先提出采用量子行为粒子群(QPSO)算法代替传统粒子群算法,将量子在势阱中运动规律引入到粒子群算法中,使得粒子可以出现在势阱内任何存在概率分布的位置上,有效地克服了由于群体的聚集性所导致的早熟收敛问题。此外,采用拟二维反演算法代替传统二维反演算法,使得反演模型参数维度下降,寻优过程中局部极小值个数将大幅度减少,显著提高粒子群算法的收敛速度,但是在粒子群中开展拟二维反演时,传统的正则化参数的寻优过程将浪费大量计算资源。结合量子行为粒子群算法中各测点的全局最优粒子在粒子群进化过程中的重要地位,采用α-Trimmed方法开展相邻点间全局最优粒子模型参数光滑约束,实现粒子群算法快速横向约束反演。最后将量子行为粒子群算法拟二维反演技术应用到含噪全航空瞬变电磁仿真数据处理中,反演结果与原始模型具有较好的一致性。     

一种新的混合差分粒子群优化算法及其应用

基于差分进化算法在收敛快速性及粒子群算法在种群多样性保持上的优势,提出一种新的混合启发式优化算法,其基本思路是将粒子群种群作为辅助变异算子,与差分进化算法种群进行交叉操作,产生的新子代继承了父代和母代的优势特性,从而避免了单一算法的早熟收敛和收敛速度过慢的问题。通过与已有的改进算法仿真对比,该算法能够有效的跳出局部极值防止算法早熟且收敛速度很快。最后,借鉴已有文献方法对混合算法在B2C路径优化问题中的工程应用进行了实验研究。     

一种带交叉算子的改进的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法(PSO)固有的缺点,在研究标准的粒子群优化算法理论的基础上,提出了一种带交叉因子的改进的粒子群优化算法(MPSO),以解决算法的早熟收敛问题。该算法在搜索过程中引入了交叉因子,增加了粒子的多样性,克服了标准粒子群优化算法易陷入局部极优点的不足,并且算法有较快的收敛速度。该算法有较强的收敛性,还可以引入变异算子。将改进后的算法运用常见的几个测试函数进行了寻优仿真,仿真结果验证了带交叉因子的粒子群算法的可行性和有效性。     

基于惯性权重和学习因子动态调整的粒子群算法

针对传统的粒子群算法易发生早熟收 敛、在寻优过程中易陷入局部最优等问题,提出了一种基于惯性权重和学习因子动态调整的粒子群算法,该算法通过改进惯性权重和学习因子参数以优化算法。随着算法的不断迭代,其惯性权重以及学习因子随着迭代次数的增加而动态优化,从而平衡其局部寻优能力与全局搜索能力。实验结果表明,改进后的算法在收敛速度以及收敛精度上比传统粒子群算法更优,能改善早熟收敛问题。     

混沌粒子群优化算法在水库防洪优化调度中的应用

为改善粒子群优化算法的寻优性能,提出了一种新的算法——混沌粒子群算法。该算法将混沌搜索机制引入到粒子群算法中来增加粒子的多样性,采用自适应惯性权重因子模型来设置惯性权重因子,改善了算法的全局寻优能力,并将其用于水库防洪优化调度中。实例计算表明该算法能较好地克服了粒子群算法易早熟和陷入局部最优的缺点,为解决水库防洪优化调度问题提供一种新的有效途径。     

Improved PSO algorithm and its application

The mechanism of particle swarm optimization algorithm is studied, and one can draw the conclusion that the best particle found by the swarm falling into local minima is one of the main reasons for premature convergence. Therefore, an improved particle swarm optimization algorithm is proposed. This algorithm selects the best particle with roulette wheel selection method, so premature converging to local optima is avoided. At last, the improved particle swarm optimization algorithm is applied to optimization of time-sharing power supply for zinc electrolytic process. Simulation and practical results show that the global search ability of IPSO is improved greatly and optimization of time-sharing power supply for zinc electrolytic process can bring about outstanding economic benefit for plant.     

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。     

基于模拟退火的粒子群算法在函数优化中的应用

为了克服标准粒子群搜索算法在函数优化中出现的迭代速度慢、精度低且易陷入局部最优等缺点,提出了一种基于模拟退火的粒子群优化算法.该混合算法利用模拟退火算法中的概率突变能力,在接受新解时既能接受好解也能以一定的概率接受坏解,能够跳出算法的局部最优解,不仅提高了算法的灵活性与多样性,还能提高粒子的多样性,从而获得了较强的全局与局部优化能力.对5个非线性基准函数进行仿真实验对比后发现,混合算法在非线性复杂函数优化中具有更好的寻优能力,表现出调节精度高,收敛速度快等优点,同时避免了"早熟"现象和陷入局部最优的问题.