一种动态分组的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,提出一种动态分组的粒子群优化算法.通过对鸟群习性的研究,给出交互粒子的概念,并在粒子群优化过程中引入动态分组机制,将种群动态划分成多个子种群,且每次划分的子种群数目是从特定集合中随机选取,从而增加交互粒子划分到同一子种群的概率.每个子种群在收敛进化的同时,利用环拓扑结构提高种群多样性及算法搜索全局最优解的能力.实验结果表明,与其他粒子群优化算法相比,该算法具有更好的稳定性、寻优性能以及更高的收敛精度.     

一种基于多簇结构的高斯动态粒子群优化算法

分析高斯动态粒子群优化算法(GDPSO)中新的种群产生方式的特点,针对传统粒子群优化算法中全局最优模型收敛速度快但易陷入局部最优、局部最优模型收敛速度较慢的缺点,提出一种新的粒子群信息共享方式--多簇结构.该算法在簇内部实现粒子间信息的高度共享,而在簇之间则通过松散的连接实现信息的传递,以协调GDPSO算法的勘探和开采能力.通过典型的Benchmark函数优化问题测试并分析经典拓扑以及多簇结构在GDPSO算法中的性能,仿真实验结果表明,采用特定多簇结构的GDPSO算法收敛速度和稳定性显著提高,同时全局搜索能力明显增强.     

一种双层可变子群的动态粒子群优化算法

粒子间信息的共享方式对粒子群优化算法的收敛速度和全局搜索能力有重要的影响.针对全互联、环形拓扑结构,提出基于双层子群的信息共享方式,以收敛率作为子群规模变化的标识,实现子群规模动态变化,协调了算法的全局搜索能力和局部寻优能力.子群排斥机制使子群跳出局部最优解的束缚,提高解的多样性.选取目前比较流行的几种粒子群优化算法,通过五种经典的Benchmark高维函数优化问题进行实验仿真.结果表明基于双层可变子群的动态粒子群优化算法可以有效的避免算法陷入局部最优,在保证收敛速度的同时算法的全局搜索能力和精度有明显的提高.     

一种新型的动态粒子群优化算法

为了改进标准粒子群优化算法全局搜索性能,提出了一种种群动态变化的多种群粒子群优化算法。当算法搜索停滞时,把种群分裂成2个子种群,通过子种群粒子随机初始化及个体替代机制增强种群多样性,两个子种群并行搜索一定代数后,通过混合子种群来完成不同子种群中粒子的信息交流。收敛性分析表明,本文算法能以概率1收敛到全局最优解。实验结果表明,本文算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度。     

混合拓扑结构的粒子群算法及其在测试数据生成中的应用研究

粒子群算法(PSO)的拓扑结构是影响算法性能的关键因素,为了从根源上避免粒子群算法易陷入局部极值及早熟收敛等问题,提出一种混合拓扑结构的粒子群优化算法(MPSO)并将其应用于软件结构测试数据的自动生成中。通过不同邻域拓扑结构对算法性能影响的分析,采用一种全局寻优和局部寻优相结合的混合粒子群优化算法。通过观察粒子群的多样性反馈信息,对每一代种群粒子以进化时选择全局拓扑结构模型(GPSO)或局部拓扑结构模型(LPSO)的方法进行。实验结果表明,MPSO使得种群的多样性得到保证,避免了粒子群陷入局部极值,提高了算法的收敛速度。     

基于种群多样性模糊控制的粒子群算法

关于优化粒子群算法问题,针对标准粒子群算法前期收敛速度过快,后期容易陷入局部最优解的问题,提出一种种群多样性模糊控制的粒子群算法。为了控制种群多样性的变化,提高算法跳出局部最优解的性能,在算法中加入模糊控制器和位置跳变策略,通过控制参数的变化来控制粒子的速度、位置和种群多样性的变化,使算法从全局探测平稳过渡到局部开采。仿真结果表明,改进算法能有效避免陷入局部最优解,且对高维函数优化时效果更为明显,是一种高效的优化算法。     

混合粒子群算法的软件测试数据自动生成

针对全连接拓扑结构的粒子群算法在生成测试数据过程中,存在收敛精度低,易陷入局部极值的问题,提出一种混合粒子群算法HPSO,并将其应用于测试数据自动生成。该算法在保证全局收敛性的前提下,对多样性匮乏的种群,首先采用定长环形拓扑结构取代粒子群的全连接拓扑结构;其次,采用轮盘赌方法选择候选解,更新粒子位置信息和速度信息;最后引入条件禁忌算法,对处于局部极值的粒子采取禁忌处理。通过实验比较表明:与基本粒子群算法(BPSO)相比,HPSO使种群多样性得到大幅度提升;在测试数据生成性能上,HPSO的搜索成功率和路径覆盖率均优于遗传算法与粒子群算法混合算法GA-PSO,而平均耗时与BPSO算法相当,性能表现优越。     

引入人工蜂群搜索算子的QPSO算法的改进实现

针对基于人工蜂群搜索算子的量子粒子群算法（IQPSO）求解精度不理想,收敛速度慢等问题,将一种更新全局最优的新策略融入到IQPSO算法中,引入双中心粒子,将IQPSO算法得到的全局最优解进行多种群划分,使得全局最优解的每一维度的值都与双中心粒子相对应的维度分别替换,再次更新全局最优,在算法解附近探索更加精确的结果。通过五个测试函数的仿真实验与IQPSO算法比较,验证所提的算法有良好的准确性与收敛速度的改进。     

一种基于可变多簇结构的动态概率粒子群优化算法

针对传统粒子群优化算法中全连接型拓扑和环形拓扑的特点,引入了一种粒子群信息共享方式——多簇结构,进而基于多簇结构提出了动态可变拓扑策略以协调动态概率粒子群优化算法的勘探和开采能力,并从理论上分析了最优信息在各种拓扑中的传播,同时从图论角度分析了几种经典拓扑以及动态可变多簇结构的统计特性.通过典型的Benchmark函数优化问题测试并比较了几种经典拓扑以及可变拓扑在高斯动态粒子群优化算法中的性能.实验结果表明,基于多簇结构的可变拓扑策略在求解复杂优化问题时优势明显,可以有效地避免算法陷入局部最优,在保证收敛速度的同时增强了算法的全局搜索能力.     

质心粒子群优化算法

为了加快粒子群算法收敛速度,提出了质心粒子群优化算法（CPSO）。算法通过计算种群所有个体最优记录所构成的一个群体的质心,对种群个体当前的最优记录和全局最优记录进行比较、替换或更新等操作,从而加快算法的收敛速度。仿真实验表明,在求解相同精度的情况下,质心粒子群优化算法的收敛速度优于线性递减惯性权重粒子群优化算法（LDWPSO）。     

星型结构的多目标粒子群算法求解多模态多目标问题

首先,根据多目标粒子群算法中的粒子结构信息,利用非支配解集构造粒子个体邻域之间的拓扑结构,提出星型结构的多目标粒子群算法用于求解多模态多目标问题。其次,针对多目标粒子群中全局最优个体选择困难,提出一种非支配解集分布均匀程度的评价方法,评价结果用于确定当前粒子对应的全局最优个体。最后,结合2种方法提出带均匀计算方法的星型拓扑结构多目标粒子群优化算法STMOPSONCMIU。通过测试函数分析算法的收敛性,表明改进的算法比原来的算法收敛速度快。实验结果表明,该算法可以较好地兼顾问题的目标空间和决策空间的分布,有效解决多模态多目标问题。     

改进粒子群算法的三维空间路径规划研究

提出一种自适应混沌粒子群优化算法（SACPSO）用于三维空间路径规划。首先进行三维空间环境建模，并考虑使用路径长度、障碍物危险程度和路径平滑度三个评价函数来制定适应度函数；然后对算法中的三个控制参数提出了一种新的自适应更新策略，以此来动态调整算法的全局探索和局部开发能力；最后当种群陷入局部极值时，利用提出的自适应Logistic混沌映射对全局最优粒子进行混沌优化，引导种群跳出局部极值点。将该算法与其他改进的粒子群算法比较，结果表明，该算法在收敛到全局最优解时所用迭代次数更少，生成路径质量更高，有效地提高了粒子群算法应用于三维空间路径规划时的计算效率和可靠性。     

共享适应度粒子群在双机ETV中的应用

针对机场货运区双机双货位升降式转运车（ETV）并行工作时任务链生成困难的问题,提出一种基于ETV载物台的任务链生成算法。该算法结构清晰,且易于计算总运行时间。针对粒子群算法在计算双机ETV最优任务序列时易出现早熟问题,提出改进的共享适应度粒子群算法。该算法在混沌粒子群算法的基础上融合共享适应度的思想,当混沌粒子群算法的全局最优解趋于稳定时,选取百分之二十的粒子留守共享半径内,其他粒子重新初始化并继续迭代。实验仿真结果表明和标准粒子群算法、混沌优化粒子群算法相比,共享适应度粒子群算法可以有效地避免早熟,全局寻优能力更强,得到的结果更优且更稳定。     

粒子群优化算法在配送中心连续性选址中的应用

在用常规算法对配送中心进行连续性选址时,很容易陷入局部最优解。针对这一问题,引入ALA方法的思想,提出了解决此类模型的粒子群优化算法。该算法首先利用ALA方法的局部寻优能力对初始粒子进行优化,然后利用粒子群优化算法进行全局寻优。通过实例分析表明,该算法能很好地处理物流配送中心的连续选址问题,为决策者提供一种有效的优化工具。     

自适应种群更新策略的多目标粒子群算法

针对粒子种群较差的局部搜索能力,提出了一种自适应种群更新策略的多目标粒子群算法。该算法在每次种群进行迭代时,根据种群的多样性测度以及每个粒子的适应度值,自适应地改变速度权重,以此来提高种群粒子在局部搜索时的活性,使算法具有较强的局部搜索能力同时又保留了足够的全局搜索能力。最后利用多组经典测试样例进行仿真,并与传统的粒子群算法以及速度线性衰减算法做比较,在单目标优化中,自适应粒子群算法能够更快地寻找最优位置;在多目标优化中,自适应粒子群算法能够更快速地收敛于帕累托最优边界。     

一种基于云模型的改进型粒子群算法

针对经典粒子群算法在函数优化中易陷入局部最优和早熟收敛等缺点,结合云模型在定性与定量之间相互转换的优良特性,提出一种基于云模型的改进型粒子群算法。其思想是通过反向学习机制初始化种群,再通过正态云算子求解粒子群中的全局最优个体和自身最优个体周围的更优值,最后利用混沌理论对个别粒子进行变异来跳出局部最优解。典型复杂函数测试表明,该算法能有效找出全局最优解,特别适宜于多峰值函数寻优。     

自适应多位变异粒子群优化算法

针对粒子群优化算法的早熟收敛问题,提出一种改进的自适应多位变异粒子群优化算法.根据群体适应度方差以及当前最优解的大小来确定当前最佳粒子的变异概率,变异操作增强了粒子群优化算法跳出局部最优解的能力,在理论上保证了算法具有良好的性能.对几种典型函数的测试结果表明：该算法的全局搜索能力有了显著改善,收敛速度较快,并且能够有效避免早熟收敛问题.     

基于二阶振荡及自然选择的随机权重混合粒子群算法

针对粒子群算法“早熟收敛”的缺点,提出一种混合粒子群算法.该算法采用最大速度线性递减的方法平衡全局寻优能力与算法收敛精度的矛盾,并用随机权重平衡算法的全局和局部搜索能力.学习因子二阶振荡使种群在粒子数目不变的情况下维持多样性,是提高全局搜索能力的主要方法.自然选择原理使算法改善了因二阶振荡和随机权重的加入而造成收敛速度降低的情况.测试实验表明,所提出的算法能避免早熟问题,有效地提高寻优能力.