一种催化粒子群算法及其性能分析

针对粒子群算法（PSO）在解决高维、多模复杂问题时容易陷入局部最优的问题,提出了一种新颖的混合算法—催化粒子群算法（CPSO）。在CPSO优化过程中,种群中的粒子始终保持其个体历史最优值pbests。CPSO种群更新由改造PSO、横向交叉以及垂直交叉三个搜索算子交替进行,其中,每个算子产生的中庸解均通过贪婪思想产生占优解pbests,并作为下一个算子的父代种群。在CPSO中,纵横交叉算法（CSO）作为PSO的加速催化剂,一方面通过横向交叉改善PSO的全局收敛性能,另一方面通过纵向交叉维持种群的多样性。对6个典型benchmark函数的仿真结果表明,相比其它主流PSO变体,CPSO在全局收敛能力和收敛速率方面具有明显优势。     

基于聚类分析的随机微粒群算法

在对一种保证全局收敛的微粒群算法——随机PSO算法（SPSO）进行分析的基础上,提出了一种基于聚类分析的随机微粒群算法（CSPSO）。CSPSO算法保证了种群的多样性,使微粒能够有效地进行全局搜索。并证明了它依概率收敛于全局最优解。最后以典型的复杂基准优化问题进行了仿真实验,验证了CSPSO的有效性。     

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。     

结合SA算法的快速微粒群优化算法

理论上已经证明PSO算法用所有微粒的当前位置与全体最好位置相同时算法停止作为收敛准则是有缺陷的,不能保证全局收敛。而已经证明模拟退火算法依概率1收敛于全局最优解集,因此可将模拟退火算法作为PSO算法的收敛判据。将模拟退伙算法和微利群优化算法结合起来,保证PSO算法的全局收敛性,提高了收敛的速度和效率。实验结果证明了其有效性。     

面向钻削路径规划问题的微粒群优化算法研究

提出一种基于微粒群优化（PSO）算法的方法,用于解决离散空间的群孔钻削路径规划问题．为了满足钻削路径规划问题中整数编码的需要,建立了算子中元素的二元转换方法和操作方式,对算法的操作算子进行改进．针对基本微粒群算法全局收敛率较低的问题,本文在算法数学模型的基础上,引入了重新生成“停止进化微粒”的方式对算法加以改进．实验表明,改进的算法全局收敛率较基本算法提高3倍多;新的算法具有实现简单、收敛速度快、能够实现全局收敛的优点．实际应用中,采用新的PSO优化算法对钻削路径优化后,可以节省17.9%的机床工作台移动时间．     

一种保证全局收敛的PSO算法

在对基本PSO算法分析的基础上，提出了一种能够保证以概率1收敛于全局最优解的PSO算法——随机PSO算法(stochastic PSO，SPSO)，并利用Solis和Wets的研究结果对其全局收敛性进行了理论分析，给出了两种停止进化微粒的重新产生方法．最后以典型优化问题的实例仿真验证了SPSO算法的有效性．     

混合粒子群优化算法及其收敛性分析

为解决标准粒子群优化算法不能保证全局收敛,寻优精度低,尤其在高维函数优化方面易陷入局部极小值等问题,提出一种融合Kent混沌映射、云模型理论和布谷鸟搜索的混合粒子群优化算法(CPSO);CPSO算法采用混沌初始化种群位置、全局开发及局部开采的均衡搜索、多子种群协同进化等改进策略,同时从随机优化算法的全局收敛准则角度对CPSO算法的全局收敛性进行证明,并给出了CPSO算法的时间复杂度分析;经典的benchmark测试函数的实验统计结果表明,CPSO算法在收敛性、寻优精度、稳定性等方面均优于经典算法。     

基于微粒群优化的序贯二次规划方法

文章针对约束非线性优化问题,将微粒群优化算法(PSO)和序贯二次规划(SQP)算法结合起来,提出了一种解决此类问题的有效算法。PSO可以看作是全局搜索器,而SQP则主要执行局部搜索。对于那些具有多个局部极值点的优化问题,大大增加了获得全局极值点的几率。由于PSO具有快速全局收敛的特点,同时SQP的局部搜索能力很强,所以所提算法可以快速获得全局最优值。将基于PSO的序贯二次规划算法在两个标准优化问题上进行仿真,结果证明与标准的PSO和SQP相比,算法具有明显的优越性。     

基于混沌粒子群优化的新型VRP求解算法

标准粒子群优化算法(PSO)容易陷入局部最优,且精度较低、收敛速度慢,难以满足求解VRP的需求。本文提出了一种适用于求解VRP模型的新型混沌粒子群优化算法(CPSO)。该算法引入混沌序列,利用混沌对粒子的初始位置进行初始化,提高了样本的质量,并且对当前粒子附加混沌扰动,促使其跳出局部最优,提高了全局搜索能力,有利于在全局范围内寻找到最优值。实验结果表明,本文算法的收敛速度、精度及稳定性高于PSO算法,是一种有效的VRP求解算法.     

基于过滤微粒群优化算法的虚拟企业伙伴选择

提出了一种过滤微粒群优化算法并应用于虚拟企业的伙伴选择问题.该算法以优良适应值微粒取代部分不良适应值微粒,使算法具有过滤能力,加快了搜索速度,并保证收敛于全局最优解.仿真实验及与基本PSO算法的对比分析表明了FPSO算法的有效性.     

混沌粒子群优化算法研究

针对粒子群优化算法稳定性较差和易陷入局部极值的缺点,提出了一种新颖的混沌粒子群优化算法。一方面,在可行域中应用逻辑自映射函数初始化生成均匀分布的粒群,提高了初始解的质量和增加了算法的稳定性;另一方面,采用两组速度-位移更新策略,即对全局最优粒子单独使用特定的速度-位移策略更新,而对其余粒子则使用常规的速度-位移进行更新,从而有效避免了算法陷入局部收敛的缺点。将该算法应用在4个基准测试函数优化中,仿真结果表明其能有效提高全局寻优的性能,且稳定性好。     

结合局部优化算法的改进粒子群算法研究

提出了结合局部优化算法的改进粒子群算法（Combination Particle Swarm Optimization,CPSO）,粒子群算法虽然通过群体规模来规避早熟,但缺乏局部快速搜索能力,因此将局部优化算法与改进粒子群算法相结合,并尝试不同的局部优化算法,例如牛顿法、最速下降法,通过典型函数优化实验表明,与其他改进粒子群算法相比,CPSO具有较强的寻优能力,鲁棒性和较快的收敛速度;实验也表明不同的局部优化算法在不同的特征函数上体现出不同的优势。     

Cellular particle swarm optimization

This paper proposes a cellular particle swarm optimization (CPSO), hybridizing cellular automata (CA) and particle swarm optimization (PSO) for function optimization. In the proposed CPSO, a mechanism of CA is integrated in the velocity update to modify the trajectories of particles to avoid being trapped in the local optimum. With two different ways of integration of CA and PSO, two versions of CPSO, i.e. CPSO-inner and CPSO-outer, have been discussed. For the former, we devised three typical lattice structures of CA used as neighborhood, enabling particles to interact inside the swarm; and for the latter, a novel CA strategy based on “smart-cell” is designed, and particles employ the information from outside the swarm. Theoretical studies are made to analyze the convergence of CPSO, and numerical experiments are conducted to compare the proposed algorithm with different variants of PSO. According to the experimental results, the proposed method performs better than other variants of PSO on benchmark test functions.     

有限作用域的混沌粒子群优化算法

针对粒子群可能会陷入局部极优值所导致的早熟问题,提出一种有限作用域的混沌粒子群优化方法。利用特定的初始分布涵盖全局最优值,利用混沌序列良好的非线性性质,影响粒子速度更新过程,增加粒子种群的多样性。以有限作用域外的粒子遍历优化问题的可行域,增加粒子对可行域的广度搜索,以作用域内的粒子搜索最优值,提高全局最优值的精度搜索效率。数值实验表明提出的算法优于标准粒子群和传统的混沌粒子群,并能解决粒子群的早熟问题。     

一种带混沌变异的粒子群优化算法

为了克服粒子群算法在进化后期存在收敛速度慢、易陷入局部极小等问题,提出了一种混沌变异粒子群优化算法。该算法根据群体适应度变化率对种群中非优胜粒子进行变异操作,并对全局最优位置进行小范围混沌扰动,以增强算法跳出局部最优的能力。对几种复杂典型函数与标准粒子群算法进行了仿真测试,结果表明该算法明显改善了全局搜索能力和抗早熟收敛性能。     

粒子群优化算法的收敛性分析及其混沌改进算法

分析了粒子群优化算法的收敛性,指出它在满足收敛性的前提下种群多样性趋于减小,粒子将会因速度降低而失去继续搜索可行解的能力;提出混沌粒子群优化算法,该算法在满足收敛性的条件下利用混沌特性提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,将混沌状态引入到优化变量使粒子获得持续搜索的能力.实验结果表明混沌粒子群优化算法是有效的,与粒子群优化算法、遗传算法、模拟退火相比,特别是针对高维、多模态函数优化问题取得了明显改善.     

基于种群熵的多粒子群协同优化*

提出了一种基于种群熵的多粒子群协同优化算法,通过引入熵对种群粒子的分布性进行度量,然后利用它来引导在多种群协同演化中粒子迁徙的时间和方向,从而保持粒子在寻优过程中的多样性和快速性。通过四个典型测试函数的仿真说明了该算法具有摆脱局部极值能力和较高的收敛速度。     

电力系统无功优化的柯西粒子群算法

针对传统粒子群算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,提出了柯西粒子群算法,并首次将其应用于电力系统无功优化问题.柯西粒子群算法是基于柯西分布的期望和方差均不存在的原理,对每一代粒子的全局极值进行柯西变异,以此来增加种群的多样性,扩大全局最优粒子的搜索区域,以尽快获得适应度更优的个体,从而可以避免算法陷入局部最优解,同...