基于局部协同与竞争变异的动态多种群粒子群算法

针对粒子群算法在处理复杂优化问题时,出现多样性较差、收敛精度低等问题,提出了基于局部协同与竞争变异的动态多种群粒子群算法(Dynamic Multi-population Particle Swarm Optimization Based on Local Cooperative and Competitive M utation,LC-DM PPSO).LC-DM PPSO算法设计了一种局部协同的方法,该方法划分种群成多个子种群,划分后的子种群再通过非支配排序、差分变异的方法选择出一对领导粒子.同时,对粒子的更新方法进行改进,让各个目标优化更加均衡,增强LC-DM PPSO算法的局部搜索能力,提高收敛精度.在LC-DM PPSO算法中,为了防止出现"早熟"收敛的情况,引入竞争变异来增加种群多样性.最后,通过选择一系列标准测试函数将LC-DM PPSO算法与3种进化算法进行比较,验证所提算法的有效性.实验结果显示,所提算法的多样性和收敛性比其他3种进化算法更好,优化效果更佳.     

混合量子进化算法及其应用

文章将量子进化算法(QEA)和粒子群算法(PSO)互相结合,提出了两种混合量子进化算法。第一种算法叫做嵌入式粒子群量子进化算法,其主要思想是将简化的PSO进化方程嵌入QEA的进化操作中,简化了QEA算法的结构,增强了QEA跳出局部极值的能力。第二种算法叫做量子二进制粒子群算法,其主要思想是将QEA中的量子染色体的概念引入二进制粒子群算法(BPSO),提高了BPSO算法保持种群多样性的能力和运算速度。通过对0-1背包问题和多用户检测问题的求解表明,新的算法不仅操作更简单,而且全局搜索能力有了显著的提高。     

带两类正态变异的PSO 算法

针对基本粒子群优化算法(PSO)容易陷入局部最优点和收敛速度较慢的缺点,提出在PSO更新过程中加入两类基于正态分布投点的变异操作。一类变异用来增强局部搜索能力,另一类变异用来提高发现全局最优点的能力,避免所有粒子陷入到一个局部最优点的邻域内。数值结果表明,所提出算法的全局搜索能力有显著提高,并且收敛速度更快。     

基于改进PSO和DE的混合算法

研究粒子群优化(PSO)算法和差分进化(DE)算法的优缺点,通过改进PSO算法并与DE算法混合,得到一种双种群的新型混合全局优化算法。经过对5个标准测试函数的大量实验计算表明,该算法能有效克服PSO算法和DE算法的缺陷,使寻优精度有较大改进,在高维情况下表现更加突出。     

改进的PSO混合算法

为了提高粒子群算法的寻优速度和寻优精度,提出一种改进的PSO混合算法。在差分进化(DE)算法中引入了动态比例因子,在PSO算法中引入DE算法的变异、交叉操作,重新构造PSO算法的粒子位置更新公式。选取了4个基准函数进行测试,并与其他PSO混合算法作了比较。仿真结果表明该方法是有效的。     

结合文化算法的多种群协同变异PSO算法

粒子群算法是一种新的基于群体智能的启发式全局优化算法,其概念简单,易于实现,而且具有良好的优化性能,目前已在许多领域得到应用。但在求解高维多峰函数寻优问题时,算法易陷入局部最优。结合文化算法和高斯变异的思想,提出一种基于文化算法和高斯变异的多群协同粒子群算法。该算法可以摆脱局部最优解对微粒的吸引,基于典型高维复杂函数的仿真结果表明,与多种群粒子群优化算法相比,该混合算法具有更好的优化性能。     

采用混沌变异的进化算法

根据混沌理论关于进化与混沌的关系,设计一种采用混沌变异算子的进化算法,并提出“尺度收缩”的变异策略。对极小值函数优化问题的仿真实例表明,混沌变异是实数编码进化算法变异算子的有效实现;而采用“尺度收缩”策略的混沌变异算子明显改善了群体平均适应值,提高了算法性能,是解决优化问题的有效方法。     

基于粒子进化的多粒子群优化算法

提出了一种基于粒子进化的多粒子群优化算法。该算法采用局部版的粒子群优化方法,多个粒子群彼此独立地搜索解空间,从而增强了全局搜索能力;利用重置进化粒子位置的方法使陷入局部值的粒子摆脱局部最小,从而有效地避免了"早熟"问题,提高了算法的稳定性。对3个测试函数进行了对比实验,结果表明该算法优于标准粒子群算法。     

贝叶斯博弈多目标进化算法及其收敛性分析

多目标进化算法（MOEAs）主要依靠非支配解排序推动种群搜索Pareto前沿,在种群迭代搜索前期具有较好的全局寻优性能,但进化后期易出现收敛停滞现象,影响算法对于复杂优化问题的全局寻优能力。由此提出了一种基于静态贝叶斯博弈策略的多目标进化算法（SBG-MOEA）,将每个优化目标模拟为一个博弈参与者,以多次迭代中优化目标Pareto优化收敛程度映射为博弈收益,通过损益纳什均衡博弈机制驱动种群的Pareto寻优,理论分析证明了该方法具有全局收敛特性。基准测试函数的优化实验表明,与NSGA-II等经典算法相比,贝叶斯博弈策略有助于增强进化种群全局搜索能力。     

一种新的分阶段进化的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法在优化多极值点复杂问题时容易陷入局部极值的不足,提出一种新的分阶段进化的粒子群优化算法。该方法进化过程分为两个阶段,每个阶段对应一个不同的模型,通过结合这两种模型的各自优点有效地降低群体陷入局部最优。仿真实验结果表明,对于复杂多极值函数优化问题,本文算法比标准粒子群算法的寻优能力更强。     

加速收敛的粒子群优化算法

在基本粒子群优化算法的理论分析的基础上,提出一种加速收敛的粒子群优化算法,并从理论上证明了该算法的快速收敛性,同时对该算法中的参数进行了优化.为了防止其在快速收敛的同时陷入局部最优,采用依赖部分最差粒子信息的变异操作.最后通过与其他几种经典粒子群优化算法的性能比较,表明了该算法的高效和稳健,且明显优于现有的几种经典的粒子群算法.     

基于多种群粒子群算法和布谷鸟搜索的联合寻优算法

为了提高动态多种群粒子群(DMS-PSO) 算法的全局搜索能力, 将布谷鸟搜索算法(CS) 引入DMS-PSO 算法中, 提出DMS-PSO-CS 算法. 采用中位数聚类算法将整个种群动态划分为若干小种群, 各个小种群作为底层种群通过PSO 算法进行寻优, 再将每个小种群中的最优粒子作为高层种群的粒子通过CS 算法进行深度优化. 将所提出算法应用于CEC 2014 测试函数, 并与CS 算法和其他改进的PSO 算法进行比较. 实验结果表明, 所提出算法能够显著提高全局搜索能力和算法效率.

     

基于改进PSO 的双时间常数伪速率脉冲调制器设计

设计一种双时间常数的伪速率调制器, 在分析调制器基本原理的基础上, 给出调制器脉冲时间和描述函数的计算方法. 针对调制器参数众多的问题, 提出一种改进的粒子群优化算法, 将动态惯性权重设计为一种二次指数型函数, 并引入粒子和全局最优点距离量, 使得惯性权重不仅随着迭代次数变化, 而且与其距全局最优点的距离有关. 综合时间最优和燃料最优两项指标, 将粒子群适应度函数设计成与时间和燃耗的函数. 最后通过仿真验证了所提出的改进的调制器结构和参数寻优算法的有效性.

     

基于深度邻域搜索PSO 算法的装配序列优化问题

针对产品结构特征建立几何约束矩阵, 以最大化满足几何约束条件装配次数和最小化装配方向改变次数为目标, 研究产品装配序列优化问题. 利用值变换的粒子位置和速度更新规则, 基于具有随机性启发式算法产生初始种群, 提出一种带有深度邻域搜索改进策略的粒子群算法解决装配序列问题. 通过装配实例验证了所提出算法的性能并对装配序列质量进行了评价, 所得结果表明了该算法在解决装配序列优化问题上的有效性与稳定性.

     

多目标自适应混沌粒子群优化算法

提出一种多目标自适应混沌粒子群优化算法(MACPSO). 首先, 基于混沌序列提出一种新型动态加权方法选择全局最优粒子; 然后, 改进NSGA-II 拥挤距离计算方法, 并应用到一种严格的外部存档更新策略中; 最后, 针对外部存档提出一种基于世代距离的自适应变异策略. 以上操作不仅提高了算法的收敛性, 而且提高了Pareto 最优解的均匀性. 实验结果表明了所提出算法的有效性.

     

一种高速收敛粒子群优化算法

针对粒子群优化算法早熟问题,提出一种克服早熟的高速收敛粒子群算法．该算法首先采用混沌序列初始化粒子位置,以增强搜索多样性;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,便随机地选择最优解任意一维的分量值,用一个随机值取代它,以扰乱粒子的当前搜索轨迹,使其跳出局部最优．大量仿真实验表明,大多数连续函数的寻优过程只需用几个粒子、迭代几十次便能完成,可实现全局寻优过程的高速收敛．     

带审敛因子的变邻域粒子群算法

针对基本粒子群算法在求解高维空间中的复杂多峰函数时容易发生早熟收敛而陷入局部最优的问题,汲取变邻域搜索算法全局搜索的优势,提出了带审敛因子的变邻域粒子群算法.首先由基本粒子群的快速搜索能力得到较优的群体;然后通过审敛因子判断发生早熟收敛的粒子,并利用变邻域搜索算法的全局搜索能力对陷入早熟收敛的粒子进行优化,从而得到全局最优.相关实验表明,带审敛因子的粒子群算法的性能较常规粒子群算法更加优越.     

分阶段二次变异的多目标混沌差分进化算法

提出一种结合分阶段二次变异和混沌理论的改进差分进化(DE)算法,以解决多目标约束优化问题.其核心思想是,在DE进化前期采用基于非支配解的随机二次变异来提高算法的全局寻优能力,进化后期采用基于非支配解的混沌二次变异来提高DE的局部寻优能力.通过对典型测试问题的仿真实验验证了所提出的算法能在全局搜索性能与局部搜索性能之间维持较好平衡,而且保持了DE算法的简洁性能,其收敛性、分布度和均衡性均优于标准DE.     

基于环境经济调度问题的空间自适应划分多目标优化

提出一种基于空间自适应划分的多目标优化算法. 为了增强种群的收敛性和多样性, 多维搜索空间被划分成多个网格, 网格内的粒子通过共享“引导”粒子的经验信息调整自身的速度和位置, 并引入年龄观测器实时记录引导粒子对Pareto 解集所做的贡献, 及时更新引导粒子, 以增强算法的全局搜索能力. 对多目标测试函数以及环境经济调度问题进行了仿真实验, 实验结果表明, 所提出算法能对解空间进行更加全面、充分的探索, 快速找到一组分布具有较好的逼近性、宽广性和均匀性的最优解集合.

     

一种采用抽样策略的PSO 算法

原始粒子群优化算法(PSO) 和各种改进方法存在着参数取值固定、收敛精度低等问题. 为此, 提出一种采用抽样策略的粒子群优化算法(SS-PSO). 通过拉丁超立方抽样(LHS) 策略更新粒子速度和位置, 以加快收敛速度; 提出一种基于随机采样的最优位置修正方法, 以微调全局最优; 提出“双抽样”LHS 局部搜索方法, 以提高收敛精度. 与其他新近提出的两个算法进行对比, 结果显示SS-PSO 在一定程度上提高了算法的性能.