基于扩散机制的双种群粒子群优化算法*

为了避免标准粒子群优化算法（PSO）过早收敛的缺点,把热力学中的扩散现象引入到PSO算法的改进当中,提出了基于扩散机制的双种群粒子群优化算法(DPSO)。DPSO算法中定义了粒子的扩散能、种群的温度和粒子的扩散概率三个概念,两个群体中的粒子在进化过程中根据粒子的扩散概率被选入到各自种群的扩散池中,从而实现两个种群之间信息的交换和共享。通过解决典型的多峰、高维函数优化问题来证实DPSO算法的有效性,实验结果表明DPSO比标准PSO具有更高的性能。     

一种基于差异演化变异的粒子群优化算法

为了保持粒子种群的多样性而避免发生“早熟”的问题,提出一种基于差异演化变异的粒子群优化算法（PSO）,该方法通过粒子聚集性判断如果粒子群中的粒子过于聚集,则使用差异演化算法对PSO算法中各个粒子的自身历史最佳位置进行变异,以实现保持粒子群种群多样性的目的。对4种常用函数的优化问题进行测试并进行比较,结果表明：所改进的粒子群优化算法比标准粒子群优化算法更容易找到全局最优解,优化效率和优化性能明显提高。     

平均计算时间复杂度优化的动态粒子群优化算法

粒子群优化(PSO:Particle Swarm Optimization)算法已经被广泛地应用,其中包括大量实时性要求很高的领域,如宽带数字信号处理。传统PSO算法需要对大量粒子分别进行若干次迭代运算,这将导致该算法的平均计算时间复杂度较高,运算延时大,不能满足这种高实时性要求。因此,需要在不影响性能的前提下降低PSO算法的平均计算时间复杂度。提出了一种粒子数量可变的动态粒子群优化(DPSO:Dynamic PSO)算法,其核心是丢弃粒子判定条件,在迭代过程中,根据该条件动态地抛弃一些粒子,从而降低算法的平均计算时间复杂度。此外,在算法迭代过程中对粒子的个体极值进行变异,从而避免陷入局部最优解。实验和理论分析结果表明,在算法的平均计算时间复杂度方面,对于相同的优化结果,DPSO算法的平均计算时间复杂度比传统PSO算法降低了30%左右;在算法的性能方面,对于单峰值目标函数,DPSO算法与传统PSO算法的优化性能相当,而对于多峰值目标函数,DPSO算法的优化性能要优于传统PSO算法。     

一种基于距离度量的自适应粒子群优化算法

惯性权值对粒子群优化((Particle Swarm Optimization,PSO)算法的性能起着重要作用。基本的PSO算法未考虑各粒子的差异而在一次迭代中所有粒子采用固定的惯性权值。为了体现各粒子相对于已知最优解的差异,提出了一种基于距离度量的自适应PSO算法DMAPSO(DistancE Measurement-based Adaptive PSO)。算法采用欧式距离计算粒子与已知全局最优粒子的差异,然后根据差异自适应调整各粒子的·贯r}权值。通过基准测试函数对算法进行了实验,结果表明,对于连续函数优化问题,提出的DMAPSO算法优于经典PSO算法,DMAPSO收敛到最优解的迭代次数比PsO平均减少了约60%.     

运用粒子群优化算法估计IRT参数

本文引入粒子群优化算法进行项目反应理论的参数估计。作者在阐述项目反应理论参数估计方法与粒子群优化算法原理的基础上设计了IRT参数估计的PSO算法。     

云环境下基于DPSO的任务调度算法

针对云计算任务调度问题,结合粒子群优化(PSO)算法的种群个体协作和信息共享特点,提出一种基于离散粒子群优化(DPSO)的任务调度算法。采用随机方法生成初始种群,利用时变方式调整惯性权重,并在位置更新中使用绝对值取整求余映射法进行合法化处理,提高PSO算法的离散化程度。搭建并重新编译了CloudSim云计算仿真平台进行实验,结果显示,当迭代次数为200时,DPSO、PSO、GA算法的所有任务最终调度时间分别为457.69 s、467.90 s、472.41 s,从而证明DPSO算法能够有效解决云计算环境下的任务调度问题,并且算法收敛速度优于PSO和GA算法。     

粒子置换的双种群综合学习PSO算法

针对粒子群算法(PSO)种群多样性低和易于陷入局部最优等问题,提出一种粒子置换的双种群综合学习PSO算法(PP-CLPSO)。根据PSO算法的收敛特性和Logistic映射的混沌思想,设计并行进化的PSO种群和混沌化种群,结合粒子编号机制,形成双种群系统中粒子的同号结构和同位结构,其中粒子的惯性权重根据适应度值自适应调节;当搜索过程陷入局部最优时,PSO种群同位结构下适应度值较差的粒子,根据与混沌化种群间的同号结构执行粒子置换操作,实现了双种群系统资源的合理调度,增加了种群的多样性;进而综合双向搜索的同位粒子学习策略和线性递减搜索步长的局部学习策略,进行全局探勘和局部搜索,提高了算法的求解精度。实验选取9个基准测试函数,同时与4个改进的粒子群算法和4个群智能算法进行对比验证,实验结果表明,PP-CLPSO算法在求解精度和收敛速度等方面具备较好的综合性能。     

基于距离的k最优粒子群优化算法

传统的粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）只考虑了最优粒子对整个进化过程的引导作用且在一次迭代中所有粒子采用相同的惯性权值。为了体现各粒子相对于已知最优解的差异,提出了一种基于距离度量的自适应（k,l）PSO算法。（k,l）PSO算法采用轮盘赌策略在k个最优的粒子中选择一个粒子作为全局最优粒子参与粒子的速度更新,同时,根据粒子间的平均距离l确定粒子与选中的最优粒子的距离,自适应调整粒子的惯性权值。通过基准测试函数对算法进行了实验,实验验证了（k,l）PSO算法的有效性。     

适应性粒子群寻优算法Ⅱ

适应性粒子群寻优算法Ⅰ(APSO-Ⅰ)是在有序的决策中始终引入随机的、不可预测的决定.为解决APSO-Ⅰ算法收敛深度不够的问题,提出适应性粒子群寻优第Ⅱ代算法(APSO-Ⅱ).APSO-ⅡⅢ算法是将有序(标准PSO粒子群寻优)和无序(自适应寻优)进行适当的分离.以发挥各自的优势.在自适应寻优阶段,通过在最优柱子邻域空间探寻更优化的解.一但新的优化解被发掘,便利用标准PSO快速寻优.典型复杂函数优化的仿真结果表明,APSO-Ⅱ在收敛速度和收敛深度上均优于DPSO(耗散型PSO),HPSO(自适应层次PSO),EPSO(自适应逃逸PSO)和APSO-I.     

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。     

复合策略惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法中典型线性递减策略的惯性权重不能和运算过程中非线性变化的特点相匹配的问题,提出一种用典型线性递减策略和动态变化策略相结合的方法来确定惯性权重的粒子群优化算法(L-DPSO)。该算法充分利用了线性递减策略的线性和动态变化策略的非线性特点,对两种策略赋予了相应的权重。然后将L-DPSO算法和单独使用典型线性递减策略来确定惯性权重的粒子群优化算法(LPSO)及单独使用动态变化策略来确定惯性权重的粒子群优化算法(DPSO)进行比较,用Griewank和Rastrigin函数进行测试,结果表明,适当调整典型线性递减策略和动态变化策略的权重,L-DPSO算法的收敛速度明显优于LPSO和DPSO算法,收敛精度也有所提高。最后,对L-DPSO算法和几种常用的惯性权重计算方法确定的粒子群优化算法作比较,用Griewank和Rastrigin函数进行测试,结果表明L-DPSO算法也有明显优势。     

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。     

求解TSP问题的模糊自适应粒子群算法

由于惯性权值的设置对粒子群优化（PSO）算法性能起着关键的作用，本文通过引入模糊技术，给出了一种惯性权值的模糊自适应调整模型及其相应的粒子群优化算法，并用于求解旅行商（TSP）问题。实验结果表明了改进算法在求解组合优化问题中的有效性，同时提高了算法的性能，并具有更快的收敛速度。     

Fractional order fuzzy-PID control of a combined cycle power plant using Particle Swarm Optimization algorithm with an improved dynamic parameters selection

The effectiveness of the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm in solving any optimization problem is highly dependent on the right selection of tuning parameters. A better control parameter improves the flexibility and robustness of the algorithm. In this paper, a new PSO algorithm based on dynamic control parameters selection is presented in order to further enhance the algorithm's rate of convergence and the minimization of the fitness function. The powerful Dynamic PSO (DPSO) uses a new mechanism to dynamically select the best performing combinations of acceleration coefficients, inertia weight, and population size. A fractional order fuzzy-PID (fuzzy-FOPID) controller based on the DPSO algorithm is proposed to perform the optimization task of the controller gains and improve the performance of a single-shaft Combined Cycle Power Plant (CCPP). The proposed controller is used in speed control loop to improve the response during frequency drop or change in loading. The performance of the fuzzy-FOPID based DPSO is compared with those of the conventional PSO, Comprehensive Learning PSO (CLPSO), Heterogeneous CLPSO (HCLPSO), Genetic Algorithm (GA), Differential Evolution (DE), and Artificial Bee Colony (ABC) algorithm. The simulation results show the effectiveness and performance of the proposed method for frequency drop or change in loading.     

粒子群优化算法中惯性权值调整的一种新策略

惯性权值的设置对粒子群优化（PSO）算法的性能起着关键作用,现有的基于惯性权值的改进算法提高了算法的性能,但都把惯性权值作为全局参数,很难控制算法的搜索能力。本文在充分分析惯性权值的关键作用基础上给出一种新的惯性权值调整策略及其相应的粒子群优化算法,使用不同的惯性权值更新同一代种群。测试结果表明,新算法提高了算算法的性能,并具有更快的收敛速度和跳出局部最优的能力。     

基于粒距和动态区间的粒子群权值调整策略

由于标准粒子群优化(PSO)算法把惯性权值作为全局参数,因此很难适应复杂的非线性优化过程。针对这一问题,提出了一种基于粒距和动态区间的权值调整策略（PSSIW）,根据粒子的粒距大小在动态区间内选取不同的权值,并通过区间的动态变化来控制算法的收敛速度。设计了四种不同的动态区间,并采用三个常用的标准测试函数测试不同区间对算法性能的影响。通过与标准粒子群算法比较发现,该策略提高了算法摆脱局部极值的能力,是一种新型全局收敛粒子群算法。     

基于Sigmoid惯性权值的自适应粒子群优化算法

针对粒子群优化算法存在的缺点,提出了基于Sigmoid惯性权值的自适应粒子群优化算法。一方面,引入粒子群早熟收敛的计算公式,以指导算法在进化过程中的具体执行策略,有效避免计算的盲目性,加快算法的收敛速度;另一方面,通过设定粒子群聚集程度的判定阈值,以使算法在线性递减惯性权值和基于Sigmoid函数思想的非线性递减惯性权值之间进行自适应地动态调整,从而有效减少了算法陷入局部最优的可能。测试函数仿真结果表明了该算法的可行性和有效性。     

一种改进的微粒群优化算法

基于惯性权重对微粒群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）优化性能的显著影响,提出了一种改变惯性权重的方法以改进PSO算法的优化性能。算法中惯性权重的动态改变是通过对其进行PSO寻优来控制的。经过对标准函数的测试计算,无论是二维还是多维的问题,这种改变惯性权重的PSO算法的寻优结果的准确度和精度均得以提高,收到了良好的效果,尤其在高维情况下,显示出算法性能得到了明显改善。