求多目标优化问题的粒子群优化算法

将粒子群优化算法应用于求解多目标优化问题,提出一种双向搜索机制,指导粒子向着搜索空间中非劣目标区域以及粒子分布最为稀疏的区域这两个方向进行寻优,进而提出了求解多目标优化问题的基于粒子群优化算法的双向搜索法,该算法对粒子全局最优经验的选择策略以及粒子群的状态更新机制进行了改进。实验研究表明,该算法不仅能快速有效地获得多目标优化问题的非劣最优解集,而且求出的解集具有良好的分布性。     

基于分解和差分进化的多目标粒子群优化算法

为了提高多目标优化算法解集的分布性和收敛性,提出一种基于分解和差分进化的多目标粒子群优化算法(dMOPSO-DE).该算法通过提出方向角产生一组均匀的方向向量,确保粒子分布的均匀性;引入隐式精英保持策略和差分进化修正机制选择全局最优粒子,避免种群陷入局部最优Pareto前沿;采用粒子重置策略保证群体的多样性.与非支配排序(NSGA-II)算法、多目标粒子群优化(MOPSO)算法、分解多目标粒子群优化(dMOPSO)算法和分解多目标进化-差分进化(MOEA/D-DE)算法进行比较,实验结果表明,所提出算法在求解多目标优化问题时具有良好的收敛性和多样性.     

基于多目标粒子群优化的虚拟网络映射算法

在虚拟网络映射中,多数研究只考虑一个映射目标,不能体现多方的利益。为此,将多目标算法和粒子群算法结合,提出了一种基于多目标粒子群优化（PSO）的虚拟网络映射算法（VNE-MOPSO）。首先,在基本的粒子群算法中引入交叉算子,扩大了种群优化的搜索空间;其次,在多目标优化算法中引入非支配排序、拥挤距离排序,从而加快种群的收敛;最后,以同时最小化成本和节点负载均衡度为虚拟网络映射目标函数,采用多目标粒子群优化算法求解虚拟网络映射问题（VNMP）。实验结果表明,采用该算法求解虚拟网络映射问题,在网络请求接受率、平均成本、平均节点负载均衡度、基础设施提供商的收益等方面具有优势。     

基于RSAPSO算法的网络计划综合优化

为了提高电力工程企业的经济效益,在综合考虑成本、质量和进度的基础上,提出了工期-收益-质量多目标优化模型.粒子群优化算法是基于群体智能理论的算法.该算法利用生物群体内个体的合作与竞争等复杂性行为产生群体智能,并为工程优化问题提供高效的解决方法.但是粒子群优化算法同样存在一些问题,针对这些问题提出了一种新算法,即基于速度松弛策略的模拟退火粒子群算法(RSAPSO).运用RSAPSO算法对多目标优化模型进行求解,最后通过工程实例验证模型和算法的有效性.     

基于R2指标和目标空间分解的高维多目标粒子群优化算法

基于R2指标和分解策略的多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO)在求解2、3个目标优化问题时具有较好的收敛性和多样性,但在求解高维多目标优化问题时难度较大.对此,提出一种基于R2指标和目标空间分解的高维多目标粒子群优化算法(R2-MOPSO-II).首先借鉴R2指标和目标空间分解策略综合权衡选择过程的收敛性和多样性,设计双层档案维护策略;然后设计一种新的向导选择策略来连接目标空间和决策变量空间,进而提出一种基于双层档案的速度和位置更新策略以权衡粒子群优化算法的勘探和开采能力;最后通过引入高斯学习策略和精英学习策略防止粒子陷入局部最优前沿.数值仿真结果表明,所提出算法在求解DTLZ和WFG测试问题时具有较好的收敛性和多样性.     

基于模糊的多目标粒子群优化算法及应用

粒子群优化算法的思想来源于人工生命和进化计算理论,由于其容易理解、易于实现,在很多领域得到了应用.由于传统的粒子群优化算法无法对多目标优化问题进行求解,因此文中利用模糊理论中的隶属度函数和给定的最优解评估选取原则,提出了一种适合求解约束型多目标优化问题的模糊粒子群算法(FPSO).模糊粒子群算法很好地解决了汽车零部件可靠性稳健优化设计的求解问题,仿真结果证明,该算法可行而有效,同时也拓展了粒子群算法的应用领域.     

多目标优化问题的粒子群算法仿真研究*

研究了一种用于求解多目标优化问题的粒子群算法(CMMOPSO)。该算法采用外部存档存储每一代产生的非劣解, 并且采用拥挤距离来维持外部存档规模, 同时提出一种新的全局最优粒子的选取策略(基于拥挤距离和收敛性距离)来提升粒子向Pareto前沿飞行的概率;为提升种群跳出局部最优解的能力, 以一定的概率对外部存档中粒子进行变异操作。通过典型的多目标测试函数对提出的算法进行检测, 结果表明,CMMOPSO算法在求解多目标问题上有一定的优势。因此, CMMOPSO可以作为求解多目标优化问题的有效算法。     

低碳约束下冷链物流配送共享仓选址多目标优化方法

针对当前冷链物流配送中心选址模型存在选址不合理、选址过程复杂,导致资源浪费和经济成本增加的问题,提出在低碳约束下,构建一个基于低碳约束冷链物流配送共享仓中心选址和路径优化模型,在粒子群算法的基础上,分别加入免疫算法和粒子群算法,得到改进免疫粒子群算法和混合粒子群算法,通过这两种算法分别实现共享仓中心选址求解快速寻优和多目标优化,以提升模型的路径优化能力和鲁棒性。实验结果表明,提出的方法改进免疫粒子群算法可在不同约束条件下实现冷链物流配送共享仓快速选址,且选择位置寻优求解速度提升;同时通过混合粒子群算法可实现物流路径优化,规避路径缺陷,从而提升路径优化能力,实现多目标优化路径的准确选址。     

用于约束多目标优化问题的混合粒子群算法

针对约束多目标优化问题,结合Pareto支配思想、锦标赛选择和排挤距离技术,采用双种群搜索策略,引进免疫机制,对传统的粒子更新策略进行改进,提出一种用于求解约束多目标优化问题的混合粒子群算法。通过4个标准约束多目标函数进行测试,测试结果表明,该方法有效可行,相比传统多目标优化算法更优。     

网络社区发现的多目标分解粒子群优化算法

通过分析社会网络中社区发现问题的优化目标,构造了社区发现的多目标优化模型,提出一种网络社区发现的多目标分解粒子群优化算法。该算法采用切比雪夫法将多目标优化问题分解为多个单目标优化子问题,使用粒子群优化(PSO)算法对社区结构进行挖掘,并引入了一种新颖的基于局部搜索的变异策略以提高算法的搜索效率和收敛速度,该算法克服了单目标优化算法存在的解单一以及难以发现社区层次结构的缺陷。人工网络及真实网络上的实验结果表明,该算法能够快速准确地挖掘网络社区并揭示社区的层次结构。     

一种改进的多目标粒子群优化算法及其应用

为提高多目标粒子群优化 (MOPSO)算法处理多目标优化问题的性能, 降低计算复杂度, 改善算法的收敛性, 提出了一种改进的多目标粒子群优化算法。通过运用比例分布及跳数改进机制策略的方法, 使该算法不仅继承了MOPSO算法的优点, 而且具有很强的局部搜索能力和较好的鲁棒性能, 使非劣解集均匀分布, 尽可能逼近真实的非劣前沿。通过对多连杆悬架空间结构硬点的多目标优化, 进一步验证了该算法的实用性及其优越性。     

基于多层次信息交互的多目标粒子群优化算法

为提高多目标优化算法的收敛性和多样性,提出一种基于多层次信息交互的多目标粒子群优化算法.在该算法中,整个优化过程可分为标准粒子群优化层、粒子进化与学习层和档案信息交换层3个层次.粒子进化与学习层保证了每次迭代都能得到更好的粒子位置;档案信息交换层可以提供更好的全局最优.优化算法各个层次之间通过信息交互,共同提高算法的收敛性和多样性.与NSGA-Ⅱ和MOPSO算法的对比分析表明,所提出算法具有良好的性能,能够有效解决多目标优化问题.     

基于免疫粒子群优化的主动悬架LQG控制研究

针对LQG控制器用于主动悬架存在权重系数依靠先验知识来确定的不足,提出了免疫粒子群混合优化算法。该算法首先利用粒子群算法对LQG参数进行离线优化,得到一组准最优LQG参数,将其作为在线调节初始值,然后引入免疫粒子群算法对LQG参数进行在线实时优化。该方法实现简单,在保持粒子多样性的同时也改善了粒子群算法收敛速度慢、早熟以及免疫算法过程繁复冗长。仿真验证了所提方法的可行性与有效性。     

均衡分布性和收敛性的多目标粒子群优化方法

粒子群优化（PSO）算法是一种基于群体演化且非常有效的求解多目标优化问题的方法,但因经典算法中粒子进化存在趋同性导致算法易陷入局部Pareto最优前沿,使得解集收敛性和分布性不理想。为此提出了一种均衡分布性和收敛性的多目标粒子群优化（DWMOPSO）算法,算法中每个粒子根据自身在进化过程中记忆的个体最好适应度值构建进化速度,由进化速度的快慢动态调整各粒子惯性权重,增加粒子的多样性,从而提高粒子跳出局部最优解的概率。通过在5个标准测试函数上进行仿真实验,结果表明,与Coello的多目标粒子群优化(MOPSO)算法相比,DWMOPSO算法获得的解集在与真实解集的逼近性和解集的分布性两个方面都有了很大的提高。     

基于三次样条插值的自动入库泊车免疫粒子群改进算法

传统自动入库泊车轨迹优化算法不易寻到光滑、精确且优化的泊车轨迹。结合智能自动入库泊车原理,本文提出一种基于三次样条插值的自动入库泊车方法,从而获得理想优化的泊车参考轨迹。为了有效地提升自动入库泊车轨迹寻优算法的性能,以泊车轨迹最短作为优化目标来选定一组合适的泊车位置参考点,在三次样条插值的基础上,又提出一种免疫粒子群改进算法。首先,为提升算法全局搜索性能和收敛速度,引入自适应变异策略;然后,引入免疫机制来有效提升其全局优化能力。测试函数及自动入库泊车实际算例的仿真结果表明,所提出的自动入库泊车免疫粒子群改进算法具有更高的寻优精度和较快的收敛速度。     

多无人船通信网络拓扑优化控制算法

为构建有效、可靠的多无人船网络拓扑结构,本文提出一种基于改进粒子群优化的多无人船网络拓扑优化控制算法.该算法通过综合考虑网络连通度、链路通信质量、网络连接收益和网络连接成本构建多无人船网络拓扑优化模型.为确保模型与应用对象的适配性,重点分析海上无线电波的传播特性,并在此基础上,完成链路通信质量、网络连接收益和网络连接成本的表征.为获得模型的全局最优解,加快模型的收敛速度,在粒子群优化算法的迭代寻优过程中,借鉴电磁场中带电粒子间的相互作用,利用粒子的电荷量动态自适应调整算法的控制参数,当粒子种群多样性小于给定的阈值时,将粒子种群中适应度值最小的粒子作为扰动粒子,引导粒子向未搜索区域移动,克服算法的早熟收敛.仿真结果证明了该算法的有效性.     

一种用于多目标优化的混合粒子群优化算法

将粒子群算法与局部优化方法相结合,提出了一种混合粒子群多目标优化算法（HMOPSO）。该算法针对粒子群局部优化性能较差的缺点,引入多目标线搜索与粒子群算法相结合的策略,以增强粒子群算法的局部搜索能力。HMOPSO首先运行PSO算法,得到近似的Pareto最优解;然后启动多目标线搜索,发挥传统数值优化算法的优势,对其进行进一步的优化。数值实验表明,HMOPSO具有良好的全局优化性能和较强的局部搜索能力,同时HMOPSO所得的非劣解集在分散性、错误率和逼近程度等量化指标上优于MOPSO。     

多目标微粒群优化算法及其应用研究进展*

多目标微粒群优化(MOPSO)算法是一类基于群体智能的新型全局多目标优化方法,已受到广泛关注,并在许多领域得到应用。针对近几年来MOPSO算法及其应用的进展进行了综述和评论。首先描述了MOPSO算法的基本框架;接着对MOPSO算法进行了分类和分析,并给出了MOPSO算法的一些改进策略;然后介绍了MOPSO算法的应用进展;最后,展望了MOPSO算法值得进一步研究的方向。     

An efficient metamodel-based multi-objective multidisciplinary design optimization framework

This paper presents an efficient metamodel-based multi-objective multidisciplinary design optimization (MDO) architecture for solving multi-objective high fidelity MDO problems. One of the important features of the proposed method is the development of an efficient surrogate model-based multi-objective particle swarm optimization (EMOPSO) algorithm, which is integrated with a computationally efficient metamodel-based MDO architecture. The proposed EMOPSO algorithm is based on sorted Pareto front crowding distance, utilizing star topology. In addition, a constraint-handling mechanism in non-domination appointment and fuzzy logic is also introduced to overcome feasibility complexity and rapid identification of optimum design point on the Pareto front. The proposed algorithm is implemented on a metamodel-based collaborative optimization architecture. The proposed method is evaluated and compared with existing multi-objective optimization algorithms such as multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) and non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II), using a number of well-known benchmark problems. One of the important results observed is that the proposed EMOPSO algorithm provides high diversity with fast convergence speed as compared to other algorithms. The proposed method is also applied to a multi-objective collaborative optimization of unmanned aerial vehicle wing based on high fidelity models involving structures and aerodynamics disciplines. The results obtained show that the proposed method provides an effective way of solving multi-objective multidisciplinary design optimization problem using high fidelity models.     

基于多样性检测的双子群多目标粒子群算法

为了平衡多目标粒子群算法的多样性和收敛性,提出一种基于多样性检测的多子群多目标粒子群算法.首先,将多样性检测方法引入到多目标粒子群算法中,并结合多目标粒子群算法的特点进行改进.然后,将种群分为两个不同分工的子群,一个子群保持较好的多样性,在搜索空间进行全局搜索;另一个子群保持较好的收敛性,在Pareto前沿附近进行局部搜索.最后,根据多样性度量指标调整两个子群的搜索行为,以达到兼顾多样性和收敛性的目的.在标准测试问题上的仿真结果表明了所提算法的有效性.