一种改进的粒子群优化算法
改进的二进制粒子群优化算法
改进的二进制粒子群优化算法一、二进制粒子群优化算法的基本原理BPSO算法是一种群体智能算法,其基本原理是模拟鸟群中鸟类的群体行为,通过群体协作来寻找最优解。
在BPSO算法中,每个粒子表示一个解,通过不断更新粒子的速度和位置来搜索最优解。
在二进制问题中,每个粒子的位置和速度被表示为一个二进制序列,其中0表示某个特定位置的解中的元素不被选择,1表示被选择。
BPSO算法的基本流程如下:1. 初始化种群:随机生成一组初始解作为种群的粒子位置;2. 计算适应度值:根据粒子的位置计算适应度值;3. 更新个体最优解和全局最优解:根据适应度值更新每个粒子的个体最优解和全局最优解;4. 更新速度和位置:根据个体最优解和全局最优解更新粒子的速度和位置;5. 终止条件:当满足终止条件时,停止搜索并输出最优解。
二、改进的BPSO算法为了提高BPSO算法的收敛速度和精度,本文提出了一种改进的BPSO算法。
该算法在传统BPSO算法的基础上引入了多种改进措施,包括加速位置更新、引入惯性权重、采用动态调整策略等。
下面分别对这些改进措施进行详细介绍。
1. 加速位置更新传统的BPSO算法在更新粒子位置时只考虑了个体最优解和全局最优解,导致搜索速度较慢。
为了加速收敛速度,改进的BPSO算法引入了局部邻域搜索,即在更新位置时考虑邻域内的粒子。
具体而言,对于每个粒子,选择其邻域内适应度值最好的粒子的位置作为参考点,然后根据参考点更新粒子的位置。
2. 引入惯性权重传统的BPSO算法在更新粒子速度时采用了恒定的权重因子,可能导致算法陷入局部最优解。
为了提高搜索性能,改进的BPSO算法引入了惯性权重,用于平衡全局搜索和局部搜索之间的权衡。
惯性权重可以根据粒子的速度和位置进行动态调整,使得粒子在搜索空间中均衡探索。
3. 采用动态调整策略传统的BPSO算法中,参数设置较为固定,无法适应不同问题的特性。
为了提高算法的灵活性和鲁棒性,改进的BPSO算法采用了动态调整策略,根据问题的特性实时调整参数。
改进的粒子群优化算法
改进的粒子群优化算法背景介绍:一、改进策略之多目标优化传统粒子群优化算法主要应用于单目标优化问题,而在现实世界中,很多问题往往涉及到多个冲突的目标。
为了解决多目标优化问题,研究者们提出了多目标粒子群优化算法 (Multi-Objective Particle Swarm Optimization,简称MOPSO)。
MOPSO通过引入非劣解集合来存储多个个体的最优解,并利用粒子速度更新策略进行优化。
同时还可以利用进化算法中的支配关系和拥挤度等概念来评估和选择个体,从而实现多目标优化。
二、改进策略之自适应权重传统粒子群优化算法中,个体和全局最优解对于粒子速度更新的权重是固定的。
然而,在问题的不同阶段,个体和全局最优解的重要程度可能会发生变化。
为了提高算法的性能,研究者们提出了自适应权重粒子群优化算法 (Adaptive Weight Particle Swarm Optimization,简称AWPSO)。
AWPSO通过学习因子和自适应因子来调整个体和全局最优解的权重,以实现针对问题不同阶段的自适应调整。
通过自适应权重,能够更好地平衡全局和局部能力,提高算法收敛速度。
三、改进策略之混合算法为了提高算法的收敛速度和性能,研究者们提出了将粒子群优化算法与其他优化算法进行混合的方法。
常见的混合算法有粒子群优化算法与遗传算法、模拟退火算法等的组合。
混合算法的思想是通过不同算法的优势互补,形成一种新的优化策略。
例如,将粒子群优化算法的全局能力与遗传算法的局部能力结合,能够更好地解决高维复杂问题。
四、改进策略之应用领域改进的粒子群优化算法在各个领域都有广泛的应用。
例如,在工程领域中,可以应用于电力系统优化、网络规划、图像处理等问题的求解。
在经济领域中,可以应用于股票预测、组合优化等问题的求解。
在机器学习领域中,可以应用于特征选择、模型参数优化等问题的求解。
总结:改进的粒子群优化算法通过引入多目标优化、自适应权重、混合算法以及在各个领域的应用等策略,提高了传统粒子群优化算法的性能和收敛速度。
改进的粒子群算法
改进的粒子群算法粒子群算法(PSO)是一种优化算法,通过模拟鸟群觅食的行为寻找最优解。
传统的PSO 算法存在着易陷入局部最优解、收敛速度慢等问题,为了解决这些问题,研究人员不断对PSO算法进行改进。
本文将介绍几种改进的PSO算法。
1.变异粒子群算法(MPSO)传统的PSO算法只考虑粒子的速度和位置,而MPSO算法在此基础上增加了变异操作,使得算法更具有全局搜索能力。
MPSO算法中,每一次迭代时,一部分粒子会发生变异,变异的粒子会向当前最优解和随机位置进行搜索。
2.改进型自适应粒子群算法(IAPSO)IAPSO算法采用了逐步缩小的惯性权重和动态变化的学习因子,可以加速算法的收敛速度。
另外,IAPSO算法还引入了多角度策略,加强了算法的搜索能力。
3.带有惩罚项的粒子群算法(IPSO)IPSO算法在传统的PSO算法中加入了惩罚项,使得算法可以更好地处理约束优化问题。
在更新粒子的位置时,IPSO算法会检测当前位置是否违背了约束条件,如果违背了,则对该粒子进行惩罚处理,使得算法能够快速收敛到满足约束条件的最优解。
4.细粒度粒子群算法(GPSO)GPSO算法并不像其他改进的PSO算法那样在算法运行流程中引入新的因素,而是仅仅在初始化时对算法进行改进。
GPSO算法将一部分粒子划分为近似最优的种子粒子,其他粒子从相近的种子粒子出发,从而加速算法的收敛速度。
5.基于熵权的粒子群算法(EPSO)EPSO算法在传统的PSO算法中引入了熵权理论,并在更新速度和位置时利用熵权确定权重系数,达到了优化多目标问题的目的。
EPSO算法的权重系数的确定基于熵权理论,具有客观性和系统性。
此外,EPSO算法还增加了距离度量操作,用于处理问题中的约束条件。
综上所述,改进的PSO算法不仅有助于解决算法收敛速度慢、易陷入局部最优解的问题,更可以应用到具体的优化实际问题中。
因此,选择合适的改进的PSO算法,对于实际问题的解决具有重要的现实意义。
一种改进的多目标粒子群优化算法及其应用
p e f r o r m a n c e a n d u n i  ̄ r m n o n — i n f e r i o r s o l u t i o n s e t , a s f a r a s p o s s i b l e a p p r o x i m a t i o n r e a l n o n — i n f e r i o r f r o n t . T h e p r a c t ! c a b i l i t y a n d
I mp r o v e d MOP S O a l g o r i t h m a n d i t s a p p l i c a t i o n
F ENG J i n - z h i CHE N Xi n g Z HENG S o n g — l i n ,
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 MO P S O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 。
一种改进的小生境多目标粒子群优化算法
工
程
2 1 年 9月 2 01 0日
行变 异操作 。本文根据 NS A I 的特 点提 出了基于拥挤度的 G— I
() 1
() 2
< X(i [, 0 ( f i+R2 , 】 ( 一J ) - v +R1 仍】 p —X) - - 0 [ 圆 p 0 C) i
÷ 十 一
的收敛度与 多样性 方面具有明显的优势 。 关砖诃 :多 目 优化 ; 子群优化算法 ;小 生境技术 ;非支 配排序 ;拥挤度 ;动态加权方法 标 粒
I rvdNi igMut0 jcie mp o e c n l-bet h i v
P r i l wa m tm i a i n Al o ih a tceS r Op i z to g r t m
是整个种群找到的全局最优位置 。种群中第 i 个粒子 的 v 和
基金项 目:国家 “7”计划基金资助项 目(0902;国家 自然科 93 20 17)
学基金资 助项 目( 0 1 8 ) 1 70 1 1
目 函数产生 ,不考虑其他 目 函数 ,各种群 间通 过最优粒 标 标 子相 互通 信。文献[ 在 引入 £ 配概念 的同时,采 用变 异操 5 】 支 作 和小生境技 术 , 从而提高 了算法 的收敛性能 。文献【】 6提出 了 自适应 进化粒子群算法 ,采用动态加权法选择最 优粒子 ,
粒子拥挤度小于精度( ) 时对粒子速度进行 变异操作 :
i n f(a<
=2 ,一 m 觚
取值为 07 98 . ,通过式子 : 2
2
— — — — — — 一
一 4 l一 √ 一 2 计 算得 到 ,其中 ,妒=仍+ =41 仍 .。 在进化 算法 的文 献中出现 了许多小 生境技术 ,文献[】 8对 其进行 了详细的叙述 ,并指出了传 统的小生境技 术主 要有下
一种改进的混沌粒子群优化算法
P S O o r a d j u s t i n g r e l a t i v e p a r a m e t e r s .T o s o l v e t h i s p ob r l e m,t hi s p a p e r p op r o s e s a n i m p ov r e d c h a o s
2 0 1 3 年第 1 0 期
文章编号 : 1 0 0 9— 2 5 5 2 ( 2 0 1 3 ) 1 0— 0 0 0 9—0 4 中图分 类号 : T P 3 0 1 . 6 文献标识码 : A
一
种 改进 的 混沌 粒 子 群 优化 算 法
汤可宗 ,丰建 文
( 景德镇 陶瓷学院信息工程学院 , 江西 景德镇 3 3 3 0 0 0 )
A b s t r a c t :P a r t i c l e s w a r m o p i t mi z a i t o n( P S O) i s a p o p u l a t i o n — b a s e d s t o c h a s t i c g l o b a l o p i t m i z a t i o n
摘
要 :粒 子群优 化 算法 ( P S O) 自提 出以来 ,已经被 广 泛地 应 用于 求解 各 类复 杂 的优 化 问题 , 过去对粒子群算法的研究主要 集中在融入新的优化方法或对其相 关参数进行调整 ,但这样只会 使得 P S O更加 复 杂。针 对这 一 问题 ,文 中提 出一种 改进 的混沌粒 子群优 化 算法 ( I C P S O) , I C P S O 从粒 子群优 化 算 法的 时间 与寻优 实时角度 出发 ( 即在 较短 的 时间 内获 得 较好 的 解 ) ,对 粒子速 度 更新 算子进 行 了简化 ,每 隔一定代 数 后 ,在 最优 解 邻 近 区域 引入 混 沌扰 动 以避 免 种 群 陷入 局 部 最优 解 。数 值 实验 结果表 明 :提 出的算 法相 对 于文 献给 出的 P S O 改进 算 法 ,不仅 能够 获得 较 好
一种改进的权均值粒子群优化算法
关键 词 : 粒子群 算法; 均值粒子群算 法; 权均值粒子群算 法; 优 化 算 法
中 图分 类 号 : TP 3 0 1 . 6
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 2 — 7 8 0 0 ( 2 0 1 3 ) 0 0 5 — 0 0 5 4 — 0 3 个 粒 子 的 位 置 表 示 为 向 量 一 ( , , …, ) ; 第 i 个
和户 。因 此 , 快 速 更新 式 ( 1 ) , 变 为式 ( 3 ):
一
部 分 和“ 社会” 部分 加 入 随机 权 值 调 整 粒子 飞 行 方 向 与 当前 最 好 位 置方 向 的偏 移 , 使 粒 子 能 够 很 快 地 收 敛 到 全 局 最 优 点 。实 验仿 真 结 果 表 明 , 本 文 提 出 的 改 进 算 法 性 能 有 了 较 明显 的提 高 , 显 示 出收敛 速 度 快 、 精 度 高 等 优点 。
其中, 1 4 ≤ N, 1 4d ≤ D, k为 迭 代 次 数 ( 忌 ≥0 ) ; 加 速 常数 C 和 c 是 非 负 数 ; r 和 r 是 ( 0 , 1 )区 间 的 随 机 数 ; 叫
为惯性权重因子 。
∈[ 一 …, V m a x ] , V m a x 是 当前 设 定 的最
的 权值 会 增 强 算法 的局 部搜 索能 力 。本 文 使 惯 性权 值 在 一 定 范 围 内随 机 选取 , 并针对基本粒 子群和均值粒 子群易 出
现 早熟 现 象 和 进 化后 期 收 敛 速 度 慢 的 问题 , 通 过在“ 认知” 速 度 更 新 公 式 中用 线 性 组 合 和 取代 了 p
Vo 1 . 1 2N O 5 Ma v. 2 01 3
改进的粒子群算法
改进的粒子群算法
粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是一种基于群体智能的优化算法,它模拟了鸟群或鱼群等生物群体的行为,通过不断地迭代寻找最优解。
然而,传统的粒子群算法存在着一些问题,如易陷入局部最优解、收敛速度慢等。
因此,改进的粒子群算法应运而生。
改进的粒子群算法主要包括以下几个方面的改进:
1. 多目标优化
传统的粒子群算法只能处理单目标优化问题,而现实中的问题往往是多目标优化问题。
因此,改进的粒子群算法引入了多目标优化的思想,通过多个目标函数的优化来得到更优的解。
2. 自适应权重
传统的粒子群算法中,粒子的速度和位置更新是通过权重因子来控制的,而这些权重因子需要手动设置。
改进的粒子群算法引入了自适应权重的思想,通过自适应地调整权重因子来提高算法的性能。
3. 多种邻域拓扑结构
传统的粒子群算法中,邻域拓扑结构只有全局和局部两种,而改进的粒子群算法引入了多种邻域拓扑结构,如环形、星形等,通过不
同的邻域拓扑结构来提高算法的性能。
4. 多种粒子更新策略
传统的粒子群算法中,粒子的速度和位置更新是通过线性加权和非线性加权两种方式来实现的,而改进的粒子群算法引入了多种粒子更新策略,如指数加权、逆向加权等,通过不同的粒子更新策略来提高算法的性能。
改进的粒子群算法在实际应用中已经得到了广泛的应用,如在机器学习、图像处理、信号处理等领域中都有着重要的应用。
未来,随着人工智能技术的不断发展,改进的粒子群算法将会得到更广泛的应用。
双层粒子群算法
双层粒子群算法
双层粒子群优化算法(Two-Layer Particle Swarm Optimization, 2L-PSO)是一种改进的粒子群优化算法,它通过引入额外的结构层次来增强对复杂优化问题的求解能力。
基本粒子群优化算法模拟了鸟群或鱼群等社会生物群体的行为,其中每个个体(粒子)在搜索空间中移动,并根据自身的最优位置和整个种群的历史最优位置更新其飞行方向和速度。
在双层粒子群算法中,通常将种群划分为两个层级:
1.全局层(Global Layer):全局层中的粒子负责探索全局最优解,它们具有较大的搜索范围和较高的全局视野。
这一层的粒子更新规则与标准PSO类似,但可能具有不同的参数设置以促进更大范围的搜索。
2.局部层(Local Layer):局部层中的粒子则倾向于进行细致的局部搜索,在已发现的较优区域附近精细化搜索最优解。
这些粒子的运动受制于较小的搜索区域以及局部最优信息的影响。
双层结构允许算法在解决高维、多模态或多目标优化问题时,既能保持全局收敛性,又能在关键区域内进行有效的局部搜索,从而提升算法的整体性能和找到更高质量解的概率。
具体实现上,双层粒子群算法会定期交换两层之间的信息,如传播全局最优粒子到局部层,或者将局部层发现的新颖优秀解反馈给全局层,这种信息交互有助于维持算法的动态性和多样性。
一种改进的粒子群优化算法及其在盲信号分离中的应用
第 1 0卷
l t = i () p mP ( 8 1)
记A =
作者简介 : 高
鹰 (9 3 , , 16 一) 男 教授 , 博士. - a :a ogo 1n c Em i f c a@2 c .o l ln m
第6 期
高
鹰等 : 一种改进的粒子群优化算法及其在盲信号分离中的应用
4 3
应 用 于盲信 号分 离是有 效 的.
其中 a :— i
即:
() 9 ( 0 1)
( +1 t )=W t P()+( 1一(11 cr) ( )+ Cr + 22 ) t
() t来更新 自己的速度和位置, 它没有充分利用其
它粒子的个体最优位置所包含 的信息. 为充分利 用所有 粒 子 的个 体 最 优位 置 信 息 , p ( ) 取 t 为
l( +1 W t cr( t ( ) , t )= P()+ 11P ( )一 t )+
cr( t () 2 P ( )一 t ) 2 () 5
它源于鸟群群体觅食运 动行 为研 究结果的启 发 ,
是 一个 基 于种群 的优 化算 法 , 群 称 作粒 子 群 , 种 粒
C 1
:
—■ 一, ■
,
I2, l , , , … N
() 7 , J
D( ) C =1 1 2 一C () 8
题一般选为最大迭代次数或 ( 粒子群迄今为止 和)
搜 索 到的最 优位 置满 足预定 最小 适应 阈值. 式 () 1 中的 cr(。t () 被 称为 ” 知 ” P()一 t ) 认
文 章 编 号 :6 14 2 (0 1 0 -0 20 17 —2 9 2 1 )604 - 7
改进的二进制粒子群优化算法
改进的二进制粒子群优化算法二进制粒子群优化算法(Binary Particle Swarm Optimization, BPSO)是一种基于群体智能的优化算法,适用于解决复杂的优化问题。
它模拟了鸟群或鱼群在寻找食物或避开天敌时的群体行为,通过个体之间的信息交换和协作,逐步优化目标函数的值。
传统的BPSO算法在处理高维问题和多模态问题时存在一些局限性,因此需要进行改进和优化,以提高算法的收敛速度、搜索能力和全局寻优能力。
1. 算法原理与流程改进的二进制粒子群优化算法基于传统BPSO算法,通过引入新的策略和机制来增强其性能。
算法流程包括初始化群体、设置适应度函数、更新粒子位置和速度等关键步骤。
与传统的粒子群优化相比,二进制粒子群优化算法主要通过二进制编码表示解空间中的解,并通过更新算子(如异或操作)来调整粒子的位置和速度。
2. 改进策略和机制2.1 自适应学习因子传统的BPSO算法中,学习因子(学习因子控制了粒子在搜索空间中的速度和范围)通常是固定的,不随着搜索过程的进行而调整。
改进的算法引入了自适应学习因子机制,根据群体的搜索状态动态调整学习因子的大小,使得在早期探索阶段能够加快搜索速度,在后期收敛阶段能够更精确地定位到局部最优或全局最优解。
2.2 多策略合并传统的BPSO算法中,粒子更新位置和速度的策略通常是固定的,例如采用全局最优或局部最优的方式更新粒子位置。
改进的算法引入了多策略合并的思想,同时考虑多种更新策略,根据当前搜索空间的局部信息和全局信息动态选择合适的更新策略。
这种策略合并能够有效提高算法的全局搜索能力和局部收敛速度。
2.3 精英粒子保留机制为了防止算法陷入局部最优,改进的算法引入了精英粒子保留机制。
在每一代的更新过程中,保留历史上搜索到的最优粒子位置,并在新一代的初始化和更新过程中考虑这些精英粒子的影响,以引导整个群体向更优的解空间进行搜索。
这种机制有效地增强了算法的全局搜索能力和收敛速度。
一种速度改进型粒子群优化算法及应用
到问题 的全局最优解 , 且计算 效率 比传统随机方法 高 。
其 最 大 的 优 势 在 于 简 单 易 实 现 、 敛 速 度 快 , 且 有 深 收 而
为 V (m 一v ) i V v ,。 。在 迭 代 过 程 中 , 子 根 据 两个 极 值  ̄ . - i 粒 来 更 新 自己 。 一 个 为 粒 子 本 身 找 到 的 最 优 解 。 为 个 第 称
关 键 词 : 子 群 优 化 算 法 ; 度 优 化 ;多峰 函数 粒 速
0 引
言
1 粒 子 群 算 法
粒 子 群 优 化 算 法 与 其 他 进 化 算 法 相 类 似 .也 采 用 “ 体 ” “ 化 ” 概念 . 群 与 进 的 同样 也 是 依 据 粒 子 的 适 应 值 大小 进 行 操 作 。 同的 是 , 子 群 算 法 不 对 粒 子 个 体 采 不 离 用 进 化 算 子 .而 是 将 每 个 个 体 看 作 是 在 n维 搜 索 空 间 中 的一 个 没 有 重 量 和 体 积 的粒 子 .并 在 搜 索 空 间 中 以
定 的 速 度 进 行 飞 行 该 飞 行 速度 由个 体 的 飞 行 经 验 P O算 法 首 先 初 始 化 一 群 随 机 粒 子 .在 D 维 搜 索 S
和群 体 的 飞行 经验 进 行 动态 调 整
空 间 中 的 位 置 表 示 X X.x , ,i , 应 的 飞行 速 度 i i 。… X)相  ̄( , : 。
鸟群 觅 食 过 程 中 的迁 徙 和群 集 行 为 中 得 到 启 发 ,发 现
鸟类在 觅食等搜寻过程 中通过 群体成员之 间分享关 于
食 物 的 位 置 信 息 .通 过 此 方 法 可 以 大 大 地 加 快 找 到 食 物 的速 度 . 即通 过 合 作 可 以加 快 发 现 目标 的速 度 。 也 该 算 法 具 有 并 行 处 理 、 棒 性 好 等 特 点 , 以较 大 概 率 找 鲁 能
一种改进的自适应粒子群优化算法
: = Ⅲ + (B sj x ) 饥t lp e ' t + t— i f
‘ ( B s t D g et 一 , t )
=
() 1
; () 2 式 中 : 是第 i 粒子 迭代 t 时第 维 的速度 ;: 个 次 , 是 第i 个粒 子迭代 t 时第 维 的位置 ; =12 … , ; 次 i ,, /凡 ' t 是 粒子 的 总个 数 ; =1 2 … , ; 优 化 问题 的维 , , d d是
摘 要 :针 对粒 子群 优化 算 法 中出现 的 对 大规模 问题 的搜 索 失败 , 分析 了粒子 群优 化 算 法的收敛性 , 出了粒子速度与搜索失败的关系, 出了一种根据速度信息 自 指 提 适应调整参 数 的粒子群优 化 算法. 满足 收敛性 的 条件 下 , 算法 能使 粒 子根据 理 想速度 自适应调 整 在 该 参数进 行搜 索. 实验 结 果表 明 , 算法 能解决基 本粒 子 群 算 法在 求解 高维 、 该 多峰 等 复 杂非 线性优 化 问题 时 出现 的 易陷入局部 最优 和 不收敛 等搜 索失败 问题 . 关键词 :粒子群 优化 算 法 ;自适应性 ;平均速 度
粒子群 优化算 法 中针对优 化 问题 的每一个 解是
收 稿 日期 : 07 0 —0 20 —8 3
基金项 目:国家 自然科学基金重大项 目( 07 0 4 15 0 5 ) 14 23 ,0 93 1
作 者 简 介 : 刚 (9 4) 男 , 士 生 , 昌大 学讲 师 , 从 事 聚合 物 加 工 过程 建 模 优 化 和智 能 控 制研 究 . - a : gn_ s@ 徐 17 . , 博 南 主要 Em i xag cu l
一种新改进的粒子群优化算法
但是在算法后期局部搜索能力较差 ,反馈信息利用 不充分 ,容易陷入局部最优 ,导致算法出现停滞 , 破坏了粒子间的多样性 , 导致算法不再继续搜索解
空间 , 从而发生早熟 ;蚁群算法 具有正反馈 陛、 并行性 、强收敛性 以及鲁棒性 , 但是 由于搜索初期
第3 卷 第2 4 期
2 1年6 0 1 月
长春理工大学学报 ( 自然科学版 Jun l f hn cu nvri f c n e n ehoo y Na rl cec dt n) o ra C agh nU iesyo Si c dT cn lg ( t aS i eE io o t e a u n i
An I p o e r i l wa m tm i a i n m r v d Pa tce S r Op i z to
S I uyn , Yja , nme H i gWU a nNI g i G i u Ho
( c o l f o ue&Ifr t nT cn l yNotesP t l m iesy dqn 6 3 ) S h o mp t nomai eh oo , r at e oe Unvri ,a i 13 oC r o g h r u t g 1 8
i rvdprce w r o t zt nP O) hrmo e ca i f t oo ya o tm ( C iit d cdit P O mpo e t ls am i a o( S . eo n hns o l l rh A O)snr u e o S ai p mi i P me m a c n gi n o n (at l s II lo t ) h e a oi m a ces e ie t f a il do ecme h e c a S p rc ' g rh ,te w l rh C i rae v mi o rc s v ro edf tht O i i e waTa im I n g t n n h t d y p t ea n t e t P s
一种变异的改进粒子群优化算法
1 引 言 . 粒 子 群 优 化 算 法 ( S 是 由 K n ey和 E ehr 等 于 P O) en d b ra t
因子 。r 和 r是 介 于 [, ] 间 的 随 机 数 。 一 维 粒 子 的 速 2 0 1之 每 度 都 会 被 限 制 在 一 个 最 大 速 度 V , 如 果 某 一 维 更 新 后 的 一
19 9 5年 发 明 的 一 种 基 于 群 智 能 的 进 化 计 算 技 术 『 , 源 于 1 来 l 对 鸟 群 捕 食 的 行 为 研 究 。后 来 si 人 [ h等 3 ] 引入 惯 性 权 重 , 形 成 了 当 前 的 标 准 版 本 。 P O 的 优 势 在 于 概 念 简 单 , 易 实 S 容
22 算法流程 .
标准 P O 的算 法流程如下 : S
Se l初 始 化 所 有 粒 子 , 括 随 机 位 置 和 速 度 ; t : p 包 Se 2 评 价 每 个 粒 子 的 适 应 值 ; t : p Se 3 对 每 个 粒 子 , 其 适 应 值 与 其 经 历 过 的 最 好 位 tp : 将 置 P 作 比 较 , 果 较 好 , 将 其 作 为 当前 的 最 好 位 置 P; 如 则 ; Se4 对 每 个 粒 子 , 其 P 与 全 局 所 经 历 的最 好 位 置 t : p 将 i
子 分享个体最 优和群体 最优 的信 息比例的方法 ,使算法初 期 具有全局搜 索能力 ,后期具有较好 的搜索精度 。实验结
果表 明, 算法具有较 好的优化效率 。 该 2 .粒 子 群 算 法 介 绍
2 1 P O 算 法 基 本 原 理 . S
改进的自适应粒子群优化算法
改进的自适应粒子群优化算法
以下是一些常见的改进方法:
1. 自适应调整参数:传统的 PSO 算法通常使用固定的参数值,如惯性权重和学习因子。
改进的自适应 PSO 算法可以根据搜索过程的进展情况动态地调整这些参数,以更好地适应不同的搜索阶段和问题特征。
2. 种群多样性保持:为了避免粒子群过早收敛到局部最优解,改进的算法可以引入多样性保持机制。
这可以通过引入随机因素、使用不同的初始化策略或采用特定的搜索策略来实现。
3. 精英学习策略:精英学习策略可以保留历史搜索过程中的最优个体,并给予它们更高的权重或优先级。
这样可以利用过去的经验来引导搜索方向,提高算法的收敛速度和性能。
4. 全局最优引导:改进的算法可以引入全局最优引导机制,使得粒子群能够更好地向全局最优解靠近。
这可以通过使用全局最优解的信息来更新粒子的位置和速度。
5. 多模态问题处理:对于存在多个最优解的多模态问题,改进的算法可以采用特定的策略来探索不同的最优解区域,以找到全局最优解或多个次优解。
通过这些改进措施,改进的自适应粒子群优化算法可以提高算法的性能和效率,更好地适应不同类型的优化问题,并找到更精确和优质的解。
请注意,具体的改进方法可能因应用场景和问题的不同而有所差异,以上只是一些常见的改进方向。
一种改进的新颖的粒子群优化算法
提 出了一种基于 S b l o o序列的 自适应变异反馈 P O算法 ( A . S S P S 。仿 真结果表 明 , O) 与其他改进 P O算法相 比 , 算法的全 S 该
局收敛性较 好 , 部搜索能 力较 强 , 局 能有效 避免基本 P O算法 S 的早熟 问题 。
鸟类 觅食行 为启发 , 1 9 年提 出的一个 基于群体 的优化 进 于 95
Ke r s at l S am pi zt n P O)S b lsq ec ; eads iuin a at emuao ;iesy fe bc y wod :P rc w r O t ao ( S ; o o eu n eB t ir t ;d pi t in dv rt ed ak ie mi i tb o v t i
C m ue E gn eiga d p lai s o p t n ier r n n A pi ( )
4 9
一
种 改进 的新 颖 的粒 子 群 优 化 算 法
君
顾 大为 , 凌
GU Da i LI G J we , N un
粒 子群 优 化算 法 ( a i e S r pi zt n P O) P rc wa O t a o , S 是 t l m mi i 由美国 心理学 家 Ken d 博 士和 电气 工程师 E eh  ̄教授 受 n ey b ra
将反馈控制 机制引入 P O中 , 以其为依据 进行 自适应变 异 , S 并
DO :03 7 8i n10 .3 1 0 1 6 1 文 章 编 号 :0 283 (0 10 .0 90 文 献 标 识 码 : I 1.7 8 .s . 28 3 . 1. . 4 s 0 2 00 10 .3 12 1 )60 4 .4 A 中 图分 类 号 :P 8 T 1
一种改进的混合粒子群优化算法
果 并不 是 十分 明显 。为 了避免 早 熟收 敛 , 强 全局 和局 部搜 索 能力 , 增 同时提 高解 的精 度 和算法 的 收敛 速
度 。本 文 主要做 了 如下工 作 :1 造成 P 0 算 法进 化后 期 收敛 速 度 慢 的主 要原 因是 : () S 粒子 位置 初 始化 时 候 仅使 用混 沌序 列 的随机 性 , 而没 有 完全地 利 用混 沌序 列 的遍历 性 和不 重 复性 。对 此 , 文将 混 沌序 列 本 和聚类 粒子 群优 化算 法有 机结 合 。 混沌 序列 遍历 性得 以充分 利用 。( ) 子 群优化 算法 的局域 搜索 能 使 2粒 力 较差 , 我们 引入 了线 性组 合 式局 部搜 索 方法 来提 高局 域 寻优 能力 。( ) 3 同时根 据 粒子更 新位 置 的 目标 函数适 应值 与个 体 和全局 历史 最好 位 置 目标 函数适 应值 进行 比较来 聚类 。提 出 了一种基 于 聚类 的混 沌 粒 子群 优化 算法 ( 简称 C S P OC) 并且 给 出 了算法 流程 , 过 四个 标 准测 试 函数 的数 值模 拟 实验 , , 通 结果 表 明所提 出 的算 法 优于 其它 算法 。
种改进 的 混合 粒子 群优 化 算法 。 用聚 类 方法和 混 沌初 始化 、 采 同时 引入 线性 组合 式局部 搜 索
过程 , 通过 四 个标 准 函数 的 测试 实验 , 与标 准粒 子 群优 化 算 法 、 沌粒 子 群优 化 算 法进 行 比较 混
分析 , 出的算 法寻找 全局 最优 解 的能 力有 显 著 的提 高 , 法收 敛速 度 和 解的精 度均优 于其 它 提 算 参 与 比较 的 算 法。
S S 。基本 粒子 群优 化算 法是一 种基 于群 体 的具有 全局 寻优 能力 的优化 工具 。在 S S P 0) P 0模 型 中 , 粒子
一种改进的自适应邻域粒子群优化算法
607,C i ; 102 hn a
a d amo i e c a im f c e u e n ei ih d p ain n df d me h n s o h d l d i traweg ta a tt .T e p o o e S l o i m sp o e e h g — e o mi g i s o h r p s d P O ag r h i r v d t b ih p r r n ห้องสมุดไป่ตู้t o f
关键词 : 粒子群优化算 法;惯性权重 ; 自适应 邻域
中 图分 类 号 : P 8 T 1 文献标志码 : A
I po e m r v d PSO l o ih t da tv i h r o a g rt m wih a p i e ne g bo ho d
X N nb ,Y N h n —i,WA G S upn H N We -e I G Wa —o一 A G S e gq N h —ig,C E nj i
种 改进 的 自适 应 邻 域 粒 子 群 优 化 算 法
邢 万波 , 杨圣奇。 王树 平1陈文杰 , ,
(. 1 中国水电顾 问集团成都勘测设计研究 院 , 成都 6 07 ; 2 河海大学 土木工程学院 , 10 2 . 南京 20 9 ; 10 8 3 四J - 滩 国际工程咨询有限责任公司 , . r l 成都 60 7 ) 10 2
(. 1 H dooe Iv sgt n eg yr wr net ai ,Ds n&Rsac stt C i yr oe nierg Cnutg GopC . hn d p ri o i e r I tue e h n i hn H do wr gnen o ln r o,Ceg u a p E i s i u 2 Cv nier g C lg,Hoa nvrt,N ni ins 10 8 hn ; . il gnei ol e iE n e h i i sy aj gJa gu20 9 ,C i U ei n a 3 Scu nE tnIt nt n l n i ei osln o p n i t ,C eg uScu n6 0 7 ,C ia . i a r ne ai a gn r g C nut gC m a yLmid hn d i a 10 2 hn ) h a r o E e n i e h
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一种改进的粒子群优化算法
【摘要】为了避免粒子群优化算法早熟收敛,本文提出了一种改进的粒子群优化算法。
为保持解的多样性,采用种群分组策略,并根据邻域内粒子的选择概率,选择粒子。
仿真实验结果表明,本文算法优于GPSO算法。
【关键词】粒子群;多峰问题;邻域
粒子群优化算法(PSO)是一种模拟鸟群社会行为的群体搜索算法[1],是由Kennedy和Eberhart在1995年提出。
粒子群的概念的最初意图是形象地模拟鸟群的优雅而不可预测的行为,目的是发现统御鸟群同步飞行的模式,以及在最优形式重组时突然改变方向的模式。
PSO的应用十分简单,已经广泛地应用于科学,工程等领域。
虽然PSO算法在解决多数优化问题时表现出色,但在解决复杂的多峰值优化问题时,标准PSO很容易陷入局部最优[2]。
在全连接PSO算法中(GPSO),每个粒子都可以跟其他粒子通信,算法的收敛速度快,但容易陷入局部最优。
一些学者的研究表明,LPSO中每个粒子只与最近的邻居沟通,算法需要更长的迭代次数,但是求得解得质量会更好。
因此本文将GPSO和LPSO相结合,提出基于分组策略的改进的粒子群算法,避免算法陷入局部最优。
1 标准粒子群算法
一个由m粒子组成的群体在D维搜索空间中以一定的速度飞行,每个粒子在搜索时,考虑到了自己搜索到的历史最好点和群体内其他粒子的历史最好点,在此基础上进行位置的变化。
粒子的位置和速度根据如下方程进行变化:
其中,第i个粒子的位置表示为:xi=(xi1,xi2,…,xiD);第i个粒子的速度表示为:vi= (vi1,vi2,…,viD),1≤i≤m,1≤d≤D。
c1和c2为学习因子,r1j(t)和r2j(t)是[0,1]的随机数。
yi是粒子i的个体最佳位置,j 表示群内粒子所经过的最好位置。
2 改进的PSO算法
在全连接PSO算法中(GPSO),每个粒子都可以跟其他粒子通信,算法的收敛速度快,但容易陷入局部最优。
而LPSO中每个粒子只与最近的邻居沟通,算法求解质量高,但是收敛速度慢[3]。
为进一步提高收敛速度,避免陷入局部最优,本文提出一种改进的粒子群算法。
本文算法是将粒子群分成若干个组,每组找出最优粒子形成邻域,计算每个粒子被邻域内各个粒子吸引的概率,通过轮盘赌的方式选择向哪个最佳粒子移
动。
定义1 邻域:每组中最优粒子组成。
其中粒子采用随机分组的方式。
定义2 每个粒子被邻域内各个粒子的吸引概率:
本文算法的基本步骤为:
步骤1:初始化粒子种群n 为50,搜索空间维数D,惯性权重ω =0.5,学习因子c1 = c2 =1.494,最大迭代次数200。
初始化分组,子种群个数m。
步骤2:找出每组中位置最好的粒子形成邻域。
步骤3:对种群中每一个粒子i,执行以下操作:
1)利用公式(3)计算,粒子移向每组中最优粒子的概率pij;
2)利用轮盘赌的方法选个体j;
3)利用公式(4)更新速度公式;
4)利用公式(1)更新位置公式。
步骤4 :判断算法是否到达指定的最大迭代次数,如果是则转向步骤5,否则转向步骤2。
步骤5:输出结果,程序结束。
3 实验结果
参数设置:种群规模50,每组粒子5,惯性权重ω=0.5,学习因子c1=c2=1.494,最大迭代次数200,维度D=30。
测试函数:
测试结果表明,对于多峰值函数,本文提出的算法能够避免陷入局部最优,具有较好的寻优能力。
4 结束语
本文提出了一种新的改进的粒子群优化算法,将粒子种群随机分组,并引入择优概率。
该算法能更好的平衡局部搜索和全局搜索能力,避免算法陷入局部最优,提高了求解精度。
(下转第202页)
【参考文献】
[1]Andries,P,Engelbrecht.计算智能导论[M].北京:清华大学出版社,2010:221-223.
[2]Liang J J,Qin A K,Suganthan P N,et prehensive learning particle swarm optimizer for global optimization of multimodal functions[J]. IEEE Transactions on Evolutionary,2006,10(3):281-295.
[3]石松,陈云.层次环形拓扑结构的动态粒子群算法[J].计算机工程与应用,2013,49(8):1-5.。