改进粒子群优化BP神经网络的PM2.5预测

针对PM2.5预测的非线性不确定特点,提出基于改进粒子群优化BP神经网络的空气PM2.5浓度预测模型.引入混沌映射和对立学习改进粒子群算法;引入对立学习提高初始解的质量;引入混沌Tent映射改进粒子随机搜索,避免局部最优;引入自适应惯性权重均衡局部开发和全局勘探能力.利用改进粒子群对BP神经网络权值和阈值进行迭代寻优,基于最优参数BP神经网络做PM 2.5预测,有效避免神经网络训练时陷入局部最优,提升收敛速度.选取某市某时段的PM2.5日均浓度数据进行实验分析,结果表明IPSO-BP预测准确度更高,收敛速度更快.     

基于改进PSO算法的SVM在甲烷测量中的应用

针对甲烷气体定量分析过程中,传统SVM模型预测精度低、收敛速度慢等问题,提出了一种基于改进PSO算法的SVM回归模型.该模型在传统PSO算法寻优的基础上,引入动量项的同时增加随机粒子个体极值的追随因子,使粒子不仅追随全局最优解和局部最优解,还跟随种群中任一粒子的个体极值,使得寻优算法后期收敛速度较快,不易陷入局部最小值.实验中,对0~5.05%浓度的25组标准甲烷样气进行建模分析,并与传统PSO算法寻优模型和Grid搜索法寻优模型进行对比.结果表明,采用改进PSO算法建立的SVM回归模型均方根误差小,收敛速度快.     

混沌映射的禁忌同步随机学习因子粒子群算法

针对粒子群算法初始化个体质量参差不齐,算法后期容易早熟,陷入局部最优值以及后期搜索精度不高、收敛速度缓慢的缺点,本文提出一种基于混沌映射的禁忌同步随机学习因子粒子群算法.利用Logistic映射对算法的粒子种群进行初始化,提高种群个体质量;在算法进入后期搜索寻优时,引入禁忌搜索策略,利用其良好突跳能力,跳出局部最优值,提高算法的全局搜索能力;最后将传统的学习因子通过几个测试函数进行迭代寻优,选取寻优能力突出的区间构建同步随机学习因子,平衡粒子的个体经验和群体经验.将改进的粒子群算法与另外几个智能算法在测试函数上寻优对比验证,仿真实验证明,改进的粒子群算法在寻优能力、收敛速度、搜索精度以及算法的稳定性等性能上,与另外3个智能算法相比都有显著提升.     

基于多策略粒子群优化RBF的云资源预测模型

针对云计算资源利用率低等问题,构建基于多策略粒子群优化RBF神经网络的云资源预测模型(MPSO-RBF)。采用改进的粒子群算法对RBF神经网络参数进行优化,避免随机初始化参数引起的预测精度低等问题;对于粒子群容易陷入局部最优解等问题,采用动态惯性权重、自适应学习因子和变异粒子位置3种策略对粒子群进行改进,提高算法的寻优能力。基于云计算资源负载数据,将该模型与BP、RBF和PSO-RBF模型进行对比实验,验证了该模型具有良好的性能。     

改进PSO优化BP神经网络的混沌时间序列预测

为提高BP神经网络预测模型的预测准确性,提出了一种基于改进粒子群算法优化BP神经网络的混沌时间序列预测方法。引入自适应变异算子对陷入局部最优的粒子进行变异,改进了粒子群算法的寻优性能; 利用改进粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,训练BP神经网络预测模型求得最优解。将该预测方法应用到几个典型的非线性系统的混沌时间序列进行有效性验证,结果表明了该方法对典型混沌时间序列具有更好的非线性拟合能力和更高的预测准确性。     

基于精英克隆选择的粒子群优化算法研究与应用

粒子群算法(PSO)是一种基于迭代的智能算法,具有较好的全局搜索能力,但局部搜索能力较弱.针对粒子群算法容易陷入局部最优不足这一问题,本文提出了一种精英克隆选择的方法.该算法在基本粒子群算法的基础上保留了种群中的若干个精英粒子,然后将这些精英粒子进行克隆复制,并将复制之后的粒子进行变异操作,再将变异之后的粒子与变异前的粒子进行亲和度的比较,保留下来亲和度提高的粒子并替换之前适应值较差的粒子,通过这种方式增强了种群的多样性,从而避免了粒子陷入局部最优的问题.此外,本文引入了新的改进惯性权重的机制,根据粒子位置和速度的情况自适应地改变惯性权重,这样避免了粒子盲目运动,更有针对性的寻找最优解.对4个高维复杂函数寻优测试,分别从平均精度和标准差这两方面进行分析,结果表明改进之后的算法在寻优精度和稳定性方面都超过了基本PSO,从仿真图像中可以看出改进之后的算法在迭代末期跳出了局部最优更接近全局最优值.最后将这种改进的算法应用到优化乙烯、丙烯的收率模型中,应用结果表明当裂解原料属性发生改变时,本文提出的算法可以很快完成对操作变量的寻优,显著提高了“双烯”收率.     

新的全局-局部最优最小值粒子群优化算法

为了提高粒子群优化算法的收敛速度,克服陷入局部最优的缺点,在全局-局部最优粒子群优化算法的基础上,提出了一种新的改进粒子群优化算法——全局-局部最优最小值粒子群优化算法.该算法把惯性权重和学习因子分别通过结合全局和局部最优最小值来进行改写,速度更新公式也做了相应的简化.仿真实验表明该算法在收敛速度和寻优质量上都优于基于LDIW策略改进的粒子群算法和全局-局部最优粒子群算法.     

一种改进的基于粒子群的聚类算法

针对K-means对初始聚类中心敏感和易陷入局部最优的缺点,提出了一种改进的基于粒子群的聚类算法.该算法结合基于密度和最大最小距离法来确定初始聚类中心,解决K-means对初始值敏感的问题;利用粒子群算法全局寻优能力强的优点,避免K-means陷入局部最优.通过对样本集各维属性的规范化处理,惯性权值采用凹函数递减,计算相异度矩阵,引入用群体适应度方差,进一步优化混合算法.实验结果表明,该算法具有更高的准确率和更强的收敛能力.     

基于改进的PSO优化SVR的机场道面积冰预测

针对冬季机场道面积冰厚度的问题,建立了粒子群优化支持向量回归参数的预测模型.并且针对粒子群算法在参数寻优的过程中易陷入局部最优和过早收敛的问题,对经典学习因子寻优的范围进行了改进并引入惯性权值.在人工气象室中搭建模拟机场道面积冰环境实验系统,通过正交实验法进行实验方案设计,根据极差的大小判断影响积冰厚度的主次顺序为:降雨量-温度-风速-湿度.经过模型仿真结果的均方误差对比,基于改进的PSO优化SVR的模型预测精度高于常规的PSO-SVR模型和BP神经网络.     

基于量子粒子群算法的聚类分析方法

针对K-均值聚类方法受初始聚类中心影响,容易陷入局部最优解的问题,提出一种基于量子粒子群算法的聚类方法,该方法引入了动态调整量子门旋转角和量子变异操作,采用改进的变异算子,使粒子群体保持品种的多样性和优良性,避免陷入局部最优,同时结合粒子群优化算法,增加粒子群的全局搜索能力。仿真实验表明该方法在全局寻优能力和收敛效率上都有所提高。     

改进并行粒子群算法优化RBF神经网络建模

针对已有神经网络功放建模的建模精度不高,易陷入局部极值等问题,提出一种新的改进并行粒子群算法（Improved Parallel Particle Swarm Optimization,IPPSO）。该算法在并行粒子群算法的基础上引入自适应变异操作,防止陷入局部最优;在微粒的速度项中加入整体微粒群的全局最优位置,动态调节学习因子与线性递减惯性权重,加快微粒收敛。将该改进算法用于优化RBF神经网络参数,并用优化的网络对非线性功放进行建模仿真。结果表明,该算法能有效减小建模误差,且均方根误差提高19.08%,进一步提高了神经网络功放建模精度。     

基于Logistic模型和随机差分变异的正弦余弦算法

针对标准正弦余弦算法(Sine Cosine Algorithm,SCA)处理全局优化问题时存在收敛速度慢、易陷入局部最优和求解精度低的缺点,文中提出了一种基于非线性转换参数和随机差分变异策略的改进正弦余弦算法(LS-SCA)。首先,设计一种基于Logistic模型的非线性转换参数策略以平衡算法的全局搜索和局部开发能力;其次,引入随机差分变异策略以增强种群的多样性与避免算法陷入局部最优;最后,将非线性转换参数和随机差分变异策略进行融合。一方面,选取12个标准测试函数进行全局寻优的仿真实验。结果表明,与其他SCA类算法和最新智能算法相比,LS-SCA在收敛精度和收敛速度指标上均能达到较优的效果。其中,随机差分变异策略对LS-SCA全局寻优能力的提升尤为明显。另一方面,利用LS-SCA优化神经网络参数解决了两类经典分类问题。实验结果表明,与传统的BP算法和其他智能算法相比,基于LS-SCA的神经网络能达到较高的分类准确率。     

基于改进的PSO算法的神经网络相关性剪枝优化*

针对传统的神经网络训练算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,提出了一种基于改进的分期变异微粒群优化算法（SMPSO）的神经网络相关性剪枝优化方法。SMPSO在初期使适应度过低的微粒发生变异,在后期使停滞代数过高的个体极值和全局极值发生变异,后将SMPSO用于优化神经网络相关性剪枝算法。实验结果表明,该方法与采用BP算法及标准PSO算法进行相关性剪枝相比,在训练收敛速度、剪枝效率及分类正确率三方面都有较大提高。     

基于Memetic框架的混合粒子群算法

提出一种Memetic框架下的混合粒子群优化算法(HM-PSO)。针对粒子群算法的搜索结果,该算法采用基于拉马克学习的局部搜索策略帮助具有一定改进能力的个体提高收敛速度,同时利用禁忌策略帮助可能陷入局部最优的个体跳出局部最优点。HM-PSO算法在加速个体收敛的同时提高算法搜索的多样性,避免陷入局部最优。实验结果表明,改进拉马克学习策略有效可行,HM-PSO算法具有良好的全局寻优性能。     

基于SAA-SSA-BPNN的网络安全态势评估模型

针对目前网络安全态势评估模型准确性和收敛性有待提高的问题,提出一种基于SAA-SSA-BPNN的网络安全态势评估模型。该模型利用模拟退火算法（SAA）可以一定概率接受劣解并有大概率跳出局部极值达到全局最优解的特性来优化麻雀搜索算法,利用优化后的麻雀搜索算法（SSA）具有良好稳定性和收敛速度快且不易陷入局部最优的特点对BP神经网络（BPNN）进行改进,找到最佳适应度个体并获取最优权值和阈值,将其作为初始值赋给BP神经网络,将预处理后的指标数据输入改进后的BP神经网络模型对其进行训练,利用训练好的模型对网络系统所遭受威胁的程度进行评估。对比实验结果表明,该评估模型比其他基于改进BP神经网络的态势评估模型准确性更高,收敛速度更快。     

改进的HS算法优化BP神经网络的入侵检测研究

基于传统BP神经网络的入侵检测中，BP神经网络算法模型存在着易陷入局部最优且初始值随机性较大的缺陷。初始值的选择直接影响到BP神经网络的训练效果，较好的初始值有利于BP神经网络跳过局部最优，从而提高训练效率。针对BP神经网络的缺陷，提出了用改进的和声搜索算法对BP神经网络的初始值进行优化，使得BP神经网络得到一组较优的初值的方法。实验结果显示，改进的和声搜索算法具有更高的适应度函数值，将该算法优化的BP神经网络用在入侵检测中，能够显著提高算法检测率和收敛速率。     

基于分组混沌PSO算法的模糊神经网络建模研究

为改善记忆功放建模的精度,且针对粒子群算法早期收敛速度较快,但在后期易陷入早熟收敛,局部最优等特点,提出了一种分组并行混沌粒子群优化算法（Grouping Parallel-Chaotic Particle Swarm Optimization,GP-CPSO）,将分组粒子群优化算法与混沌思想相结合,并用该算法优化动态模糊神经网络（Dynamic Fuzzy Neural Network,DFNN）参数,建立DFNN功放模型。引入分组的CPSO群算法,将种群划分为若干个组,每组单独计算,大大提高了收敛速度,同时将混沌思想运用到每个粒子当中去,避免早熟和局部最优,缩短了迭代时间。通过仿真结果可以看到,GP-CPSO优化后的动态模糊神经网络建模的训练误差减小到0.1以内,收敛速度提高32.5%,从而验证了这种建模方法有效且可靠。     

基于BP神经网络的医学图像分割新方法

对于医学图像而言,其分割结果的准确性对医生诊断病情并给出正确的治疗方案至关重要。应用传统的BP神经网络对医学图像进行分割,存在对初始权重值敏感、学习速率固定、收敛速度慢和易陷入局部极小值等问题。因此,提出了一种基于改进的粒子群优化算法的BP 神经网络的医学图像分割方法。首先,应用粒子群优化算法与BP神经网络的映射关系,通过粒子群强大的搜索功能找到最佳适应函数,使对应的BP神经网络的均方误差达到最小值,克服了BP 神经网络产生多个局部最小值的可能;其次,确定粒子的最佳位置后,在BP神经网络学习中获得最合理的权值和偏置值,以提高网络的收敛速度;最后,BP神经网络经反复训练后,获得最佳输出值,并计算阈值,通过阈值来分割图像区域。实验结果表明,利用改进的算法能够得到更清晰的图像分割效果,提高了图像的分割精度,对临床的诊断也具有重要参考意义。     

基于蚁群优化算法的瓦斯预测模型研究

针对瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出给煤炭矿山企业带来的危害极大的问题,将蚁群优化算法和BP神经网络技术结合应用到瓦斯涌出量预测,建立比较准确的预测模型。重点研究了BP网络模型的选择与优化训练,通过蚁群算法优化解决了BP神经网络易陷入局部收敛的问题。仿真与实际数据验证表明：改进的神经网络算法对瓦斯涌出量预测能达到良好的效果。     

多策略融合的改进万有引力搜索算法

为解决传统万有引力搜索算法（GSA）易陷入局部最优和开发能力弱等问题,提出了一种多策略融合的改进万有引力搜索算法（MFGSA）。首先,提出动态调整引力常数G的更新策略,以增强算法的探索能力和收敛精度;其次,为保留粒子的多样性,提出了基于对称思想的粒子越界处理策略,以提高算法的收敛精度;为适应前两个策略,还引入精英思想,用最优粒子改善最差粒子位置策略,以避免算法陷入局部最优;同时,提出了自适应因子更新粒子速度和位置策略,以提高算法的收敛速度。为验证改进算法的性能,将改进算法与传统万有引力搜索算法和其他四种改进万有引力搜索算法在10个基准函数上进行了对比实验,结果表明MFGSA在收敛速度、搜索精度方面优势较大,表明MFGSA性能的优越性。