基于杂交变异的动态粒子群优化算法

粒子群优化算法(PSO)的结构相对简单、运行速度很快,但是算法极易陷入局部最优,出现早熟收敛现象。针对标准粒子群算法存在的问题,引入了一种随迭代次数和粒子间距离大小动态改变的惯性权重,通过设置比例系数控制二者对惯性权重的影响力度。在此基础上为了增加种群多样性,又引入“杂交变异”算子,设计了一种基于杂交变异的动态粒子群优化算法(HV-DPSO)。通过对基准函数的数值试验表明,新算法相对于标准粒子群算法不仅能有效地避免早熟收敛,而且具有更好的收敛效果。     

采用种群平均信息和精英变异的改进粒子群算法

针对基本粒子群优化(PSO)算法早熟收敛和后期搜索效率低的问题,提出一种利用种群平均信息和精英变异的粒子群优化算法--MEPSO算法。该算法引入粒子个体与群体的平均信息,利用粒子平均信息来提高算法全局搜索能力,并采用时变加速系数(TVAC)以平衡算法的局部搜索和全局搜索能力;在算法后期,采用精英学习策略对精英粒子进行柯西变异操作,以进一步提高算法的全局搜索能力,减少算法陷入局部最优的危险。在6个典型的复杂函数上与基本PSO(BPSO)算法、时变加速因子PSO(PSO-TVAC)算法、时变惯性权重PSO(PSO-TVIW)算法和小波变异PSO(HPSOWM)算法进行对比,MEPSO的均值与标准方差均优于对比算法,且寻优时间最短,可靠性更好。结果表明, MEPSO能较好地兼顾局部搜索和全局搜索能力,收敛速度快,收敛精度和搜索效率高。     

一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法

针对微粒群优化算法的早熟收敛和进化后期收敛速度慢等问题,提出了一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法.在算法运行过程中,对适应度值不同的微粒赋予不同的惯性权重,使算法既具有良好的空间探索能力又有良好的局部挖掘能力;在群体最优信息陷入停滞时引入变异算子,对聚集在局部最优微粒附近的微粒的位置和速度进行变异操作,使算法摆脱局部最优点的束缚.对4种典型函数的测试结果表明,新算法的全局搜索能力和收敛速度都得到了提高,并且能够有效避免早熟收敛问题.     

权重自适应调整的混沌量子粒子群优化算法

针对量子粒子群优化算法在处理高维复杂函数收敛速度慢、易陷入局优的问题,利用混沌算子的遍历性提出了基于惯性权重自适应调整的混沌量子粒子群优化算法。新算法首先引入聚焦距离变化率的概念,将惯性因子表示为关于聚焦距离变化率的函数,从而使算法具有动态自适应性;其次,在算法中嵌入有效判断早熟停滞的方法,一旦检索到早熟迹象,根据构造的变异概率对粒子进行变异使粒子跳出局部最优,从而减少无效迭代。对高维测试函数的实验表明:改进算法的性能优于经典的PSO算法,基于量子行为的PSO算法。     

一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法

针对微粒群优化算法的早熟收敛和进化后期收敛速度慢等问题,提出了一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法。在算法运行过程中,对适应度值不同的微粒赋予不同的惯性权重,使算法既具有良好的空间探索能力又有良好的局部挖掘能力;在群体最优信息陷入停滞时引入变异算子,对聚集在局部最优微粒附近的微粒的位置和速度进行变异操作,使算法摆脱局部最优点的束缚。对4种典型函数的测试结果表明,新算法的全局搜索能力和收敛速度都得到了提高,并且能够有效避免早熟收敛问题。     

自适应变异的粒子群优化算法

针对粒子群算法的早熟收敛问题,提出一种新的基于群体适应度变化率自适应变异的粒子群优化算法。该算法根据群体适应度变化率自适应调整惯性权重的取值,根据当前种群的平均粒距对种群中部分粒子进行变异操作。自适应调整与变异操作能增强算法跳出局部最优的能力,增大寻找全局最优的几率。对几种典型函数的测试结果表明,新算法的全局搜索能力有了明显的提高,有效避免了早熟收敛问题。     

一种求解高校路网的逆序变异的新混合PSO算法

针对标准粒子群算法在求解路网问题时显现出易陷入局部极值的问题,根据高校地理数据,提出一种求解高校路网的逆序变异的新混合PSO算法。为平衡算法的全局和局部搜索能力及增强种群多样性,将一种自平衡策略作为变异条件,在产生新的群体中按照逆序变异率算子对粒子进行位置变异,从而使得粒子摆脱局部极值后继续进行迭代更新操作。以Visual Studio 2005中C++编程实现实验仿真,结果表明此算法不但能有效求解高校路网问题,而且新算法收敛精度高,有效克服了早熟收敛问题。     

改进粒子群优化算法在服务组合中的应用

针对标准粒子群优化(PSO)算法存在收敛速度慢、容易陷入局部最优的问题,提出一个改进的PSO算法,该算法设计一种新的惯性权重,在粒子搜索的不同阶段采用不同的计算公式计算惯性权重,并引入自适应变异策略和线性变化的学习因子。实验结果表明,该算法的收敛性等性能比基本粒子群算法有明显提高,能较好地解决非线性问题。     

基于改进惯性权重的粒子群优化算法

惯性权重是粒子群算法中平衡全局搜索和局部搜索能力的重要参数,提出了一种基于改进惯性权重的粒子群优化算法。该算法在进化初期采用基于不同粒子不同维的动态自适应惯性权重策略,加快收敛速度,在进化后期采用线性递减权重策略,同时为防止陷入局优,适时引入混沌变异增加种群多样性。对5个典型测试函数的测试结果表明,NPSO在收敛速度、收敛精度、稳定性和全局搜索能力等方面比线性权重PSO(LDIWPSO)均有很大程度上的提高。     

基于自适应惯性权重的均值粒子群优化算法

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参数选取等缺点,提出了一种基于自适应惯性权重的均值粒子群优化算法。对算法中的惯性权重参数采用动态自适应变化方式,在迭代过程中根据粒子适应度差值将种群划分为三个等级,对不同等级的粒子采用不同的惯性权重策略,使粒子能根据自己所处的位置选择合适的惯性权重值,更快地收敛到全局最优位置;同时分别用个体极值和全局极值的线性组合取代PSO算法中的全局最优位置与个体最优位置。通过实验仿真与对比,验证了新算法性能优于标准PSO及其它一些改进的PSO算法,能够用较少的迭代次数找到最优解,具有更快的收敛速度和更高的收敛精度。     

自适应混沌粒子群优化算法

粒子群优化算法在求解复杂函数时,存在收敛速度慢、求解精度不高、易陷入局部最优点等问题。为此,提出一种自适应混沌粒子群优化算法。在基本粒子群算法中引入混沌变量,当算法陷入早熟收敛时进行混沌搜索,同时引入非线性递减的惯性权重。实验结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度,能有效避免早熟收敛问题。     

基于余弦函数改进的PSO算法及其仿真

粒子群算法具有简单、易于实现等优点在科学与工程领域得到了很好的验证,但是粒子群优化算法与其他进化算法一样存在容易陷入局部极小和早熟收敛等缺点。分析了其存在缺点的主要原因,并此基础上提出了一种改进的粒子群算法(CPSO)。利用余弦函数非线性改变惯性权重、对称改变学习因子进一步提高了粒子的学习能力,同时引入了细菌趋化操作用以维持种群多样性,使得CPSO算法性能在一定程度上优于标准粒子群(SPSO)算法。利用五个标准测试函数对三种算法的仿真结果进行可对比分析,分析结果表明：CPSO算法能在一定程度上跳出局部最优,有效地避免了SPSO算法早熟收敛问题,并具有较快的收敛速度。     

基于动态随机搜索和佳点集构造的改进粒子群优化算法

针对粒子群优化算法局部搜索能力不足和易出现早熟收敛的问题,提出一种基于动态随机搜索和佳点集构造的改进粒子群优化算法。该算法通过引入动态随机搜索技术,对种群当前最优位置进行局部搜索;采用佳点集构造对陷入早熟收敛的种群重新初始化;引入负梯度方向直线搜索来加速算法寻优。仿真实验结果表明,与标准粒子群优化(SPSO)算法和耗散粒子群优化(DPSO)算法比较, 提出的改进算法具有快速的收敛能力而且能有效地跳出局部最优, 优化性能得到明显提高。     

动态邻域混合粒子群优化算法

粒子群优化(PSO)算法对于多峰搜索问题一直存在早熟收敛问题。为在增强PSO算法全局搜索能力的同时提高收敛速度,提出一种动态邻域混合粒子群优化算法DNH_PSO,采用PSO局部模型,将随机拓扑和冯诺依曼拓扑相结合形成动态邻域,提高算法的全局搜索能力,为增强算法的局部搜索能力并加快收敛速度,使用粒子邻域全面学习策略,将拟牛顿法引入算法中。与其他PSO实验对比分析表明,该算法对于多峰搜索问题具有较好的全局收敛性。     

一种引入复合形算子的变异粒子群算法

针对粒子群算法存在的收敛速度较慢和早熟收敛两大难题提出了一种新的改进型粒子群算法：搜索初期由粒子群算法进行全局寻优,当判断粒子群体已经进入局部最优区域时,引入复合形算法迅速达到局部收敛,从而有效地提高粒子群算法的局部搜索能力。同时引入自适应变异惯性权重提高摆脱局部最优的能力,增加种群的多样性。通过典型优化函数的实验验证,该算法是一种兼顾局部性能和全局搜索能力的高效算法。     

协同混合粒子群算法求解车间作业调度问题

针对如何有效解决车间作业优化调度问题,提出一种协同粒子群和引力搜索的混合算法。新算法在粒子群算法进化停滞时引入引力搜索算法,利用引力搜索算法进化后期快速寻优的能力,及时跳出局部最优,保证全局最优。同时采用协同原理简化算法结构,提高算法收敛速度。将提出算法对车间作业调度典型测试用例进行仿真,仿真结果表明该算法较PSO和GA等算法在求解车间作业调度问题上更具优越性。     

内嵌区域震荡搜索的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法早熟收敛现象,提出了一种改进的粒子群优化算法。新算法在粒子群中的每个粒子吸引子的基础上引入了区域震荡搜索因子。每个粒子在协同收敛的同时,震荡搜索粒子极值位置周围区域,增加种群的多样性,提升算法的全局寻优能力,有效避免算法陷入局部收敛。仿真结果表明,改进后的算法在收敛精度上得到显著的改善。     

改进PSO算法优化LSSVM模型的短期客流量预测

旅游客流量的准确预测为旅游目的地资源优化配置、景区战略计划制定提供有效依据。为了提高景区日客流量的预测精度,提出基于改进粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）优化最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LSSVM）的预测方法,针对PSO算法的惯性权重在采取线性递减策略时不能满足粒子寻优非线性变化的缺陷,从种群中粒子的聚合程度以及种群进化中粒子适应度同惯性权重的关系出发,利用对数函数非线性变化的特性,提出基于对数函数的惯性权重自适应调整方法（Adaptive Logarithmic Particle Swarm Optimization,ALPSO）。通过改进的PSO算法优化LSSVM的参数,建立山岳型风景区日客流量的预测模型。以黄山风景区2012-2015年景区每日上山人数为例,实验结果证明,与基于标准PSO算法、正弦粒子群算法（Sinusoidal Particle Swarm Optimization,SPSO）和高斯粒子群算法（Gaussian Particle Swarm Optimization,GPSO）优化的LSSVM模型相比,ALPSO-LSSVM模型的预测性能更好,是准确预测景区日客流量的有效方法。     

求解机组组合问题的改进型人工鱼群算法研究

提出了改进型人工鱼群算法。采用线性递减的函数取代标准人工鱼群算法（BAFSA）中的固定视野;在觅食行为中,利用粒子群算法（PSO）中的惯性权重线性递减的视野来加速算法的收敛速度;同时用混沌现象代替BAFSA中的随机现象。给出了算法的全局收敛性证明,并将算法应用于求解电力系统机组组合问题,分别对基准测试函数、三机组和十机组系统进行仿真计算,结果均表明新算法能有效跳出局部极值,收敛速度快且具有更高的精度。因此,改进型算法可以作为求解机组组合问题的有效算法。