求解非线性约束问题的混合粒子群优化算法

将处理约束问题的乘子法与改进的粒子群算法相结合,提出了一种求解非线性约束问题的混合粒子群算法。此算法兼顾了粒子群优化算法和乘子法的优点,对迭代过程中出现的不可行粒子,利用乘子法处理后产生可行粒子,然后用改进的粒子群算法来搜索其最优解,这样不仅减小了粒子群算法在寻优过程中陷入局部极小的概率,而且提高了搜索精度。数值试验结果表明提出的新算法具有搜索精度更高、稳定性更强、鲁棒性更好等特点。     

求解非线性规划问题的混合粒子群算法

用粒子群算法求解非线性规划问题时不可避免的会产生不可行点,处理好不可行点是粒子群算法取得良好优化结果的关键。依据粒子的目标函数值与违反约束的程度提出了一种处理不可行点的合理选择方案,并运用融合差分演化的混合粒子群算法求解约束优化问题,数值实验表明该算法的有效性。     

量子粒子群算法求解QoS组播路由

QoS组播路由问题是一个非线性的组合优化问题,已证明了该问题是NP完全问题。将量子粒子群算法用于此类问题的求解。并在此基础上对基本的量子粒子群算法进行改进,针对群体智能和约束优化问题的特点,提出了一种在每次迭代中有选择地保留一定数量不可行解的方法,并把它结合到量子粒子群优化(QDPSO)算法中。该算法可以利用保留下来的不可行解来帮助搜索靠近边界的最优解,同时又可以避免罚因子的选择问题,使之更适合于QoS组播路由的求解。仿真实验结果显示,该算法能快速搜索并收敛到全局(近似)最优解,且随着网络规模的增大算法保持了良好的特性,在寻优速度上与解的质量上优于其他粒子群算法与基本的量子粒子群算法。     

基于多目标粒子群优化算法的装备维修任务分配

装备维修任务分配问题是典型的多约束/多目标/非线性规划问题,利用传统方法无法求解,因此提出了一种约束多目标粒子群算法,并运用该算法对装备维修任务分配问题进行了优化求解。仿真结果表明,约束多目标粒子群算法针对该问题,在不同参数和约束条件下都有很强的收敛寻优能力,能快速产生多个非支配解,是一种高效的算法,对实现装备维修任务分配的客观量化优化决策有重要作用。     

基于量子粒子群优化算法的车辆路径问题

针对粒子群优化算法的搜索空间有限、容易出现早熟现象的缺陷,提出将一种基于量子行为的粒子群优化算法用于求解车辆路径问题.车辆路径问题是组合优化问题中的NP-难问题.将量子粒子群算法用于车辆路径问题求解,用粒子的位置表示车辆路径,建立车辆路径的数学模型.与粒子群算法相比,量子粒子群算法提高了最优路径搜索的成功率,能更有效的求解问题.     

基于自适应粒子群算法的约束布局优化研究

二维带平衡及不干涉约束的圆集在圆容器内的布局优化问题（如卫星舱布局）在理论上属于带性能约束的布局优化M题，它是NP—hard问题的难点，由于它的复杂性，传统的粒子群优化算法难于求解．通过对传统的粒子群优化算法的多重改进，提出了一种自适应粒子群优化算法，该算法在整个搜索过程中，既能保持粒子群原有基本结构，同时又能扩大搜索范围，在提高多样性的同时保证搜索精度，从而加快了收敛速度，有效避免早熟收敛问题，得到最优解．将改进后的算法应用于约束布局问题，建立了此类问题的粒子群算法，通过3个算例的数值计算，验证了该算法的可行性和有效性．     

一种求解约束优化问题的信赖域微粒群算法

提出了一种改进型信赖域微粒群算法来求解带有不等式约束优化问题。粒子群每一次进化后,对所有粒子执行信赖域搜索,寻找更优个体,从而增加了微粒群算法的局部搜索能力。把算法应用于供应商补货优化,实验结果表明,该方案能够有效地减少供应商的补货成本,具有较好的应用价值。     

基于云模型云滴机制的量子粒子群优化算法

利用云模型云滴的随机性和稳定倾向性的特点,提出了一种云模型云滴机制的量子粒子群优化算法,该算法在量子粒子群优化的基础上,由云模型的X,Y条件发生器产生杂交操作,由基本云发生器产生变异操作,用于求解具有变量边界约束的非线性复杂函数最优化问题。仿真结果表明,该算法具有计算精度较高,搜索速度较快等特点,具有一定的参考和应用价值。     

基于进化粒子群优化的非线性系统辨识

为解决复杂非线性系统的辨识问题,提出了一种基于进化粒子群优化算法的非线性系统辨识方法.在标准粒子群优化算法的基础上引入一种进化策略, 增加粒子的多样性.在算法迭代寻优的过程中, 通过对群体中的粒子进行选择、变异等进化操作, 构造进化粒子群优化算法, 提高算法的全局搜索能力.将非线性系统辨识问题转化为非线性连续域优化问题, 利用进化粒子群优化算法进行并行、高效搜索, 以获得该优化问题的解.通过对多输入单输出的Wiener-Hammerstein模型进行辨识, 验证了该方法的正确性和可行性.     

求解约束优化问题的动态邻域粒子群算法*

粒子群算法(PSO)求解约束优化问题存在较严重的早熟收敛现象,为了有效抑制早熟收敛,提出了基于改进的约束自适应方法的动态邻域粒子群算法(IPSO)。算法采用动态邻域策略提高算法的全局搜索能力,设计了一种改进的自适应约束处理方法,根据迭代代数线性增加搜索偏向系数,在早期偏向于搜索可行解,在后期偏向于搜索最优解,并引入序列二次规划增强算法的局部搜索能力。通过基准测试函数实验对比分析,表明该算法对于约束优化问题具有较好的全局收敛性。     

A revised particle swarm optimization based discrete Lagrange multipliers method for nonlinear programming problems

In this paper, a new algorithm for solving constrained nonlinear programming problems is presented. The basis of our proposed algorithm is none other than the necessary and sufficient conditions that one deals within a discrete constrained local optimum in the context of the discrete Lagrange multipliers theory. We adopt a revised particle swarm optimization algorithm and extend it toward solving nonlinear programming problems with continuous decision variables. To measure the merits of our algorithm, we provide numerical experiments for several renowned benchmark problems and compare the outcome against the best results reported in the literature. The empirical assessments demonstrate that our algorithm is efficient and robust.     

一类动态非线性约束优化问题的新解法

动态非线性约束优化是一类复杂的动态优化问题,其求解的困难主要在于如何处理问题的约束及时间(环境)变量。给出了一类定义在离散时间(环境)空间上的动态非线性约束优化问题的新解法,从问题的约束条件出发构造了一个新的动态熵函数,利用此函数将原优化问题转化成了两个目标的动态优化问题。进一步设计了新的杂交算子和带局部搜索的变异算子,提出了一种新的多目标优化求解进化算法。通过对两个动态非线性约束优化问题的计算仿真,表明该算法是有效的。     

Solving nonlinear optimal control problems using a hybrid IPSO-SQP algorithm

A hybrid algorithm by integrating an improved particle swarm optimization (IPSO) with successive quadratic programming (SQP), namely IPSO-SQP, is proposed for solving nonlinear optimal control problems. The particle swarm optimization (PSO) is showed to converge rapidly to a near optimum solution, but the search process will become very slow around global optimum. On the contrary, the ability of SQP is weak to escape local optimum but can achieve faster convergent speed around global optimum and the convergent accuracy can be higher. Hence, in the proposed method, at the beginning stage of search process, a PSO algorithm is employed to find a near optimum solution. In this case, an improved PSO (IPSO) algorithm is used to enhance global search ability and convergence speed of algorithm. When the change in fitness value is smaller than a predefined value, the searching process is switched to SQP to accelerate the search process and find an accurate solution. In this way, this hybrid algorithm may find an optimum solution more accurately. To validate the performance of the proposed IPSO-SQP approach, it is evaluated on two optimal control problems. Results show that the performance of the proposed algorithm is satisfactory.     

基于改进粒子群优化算法的新型小波神经网研究

本文提出了改进的粒子群优化算法（Improved Particle Swarm Optimization,IPSO）的新型BP 小波 神经网络,并且对非线性辨识问题进行了仿真实验．实验结果表明,基于改进的粒子群优化算法的BP 小波网 络不仅具有小波分析良好的局部特性以及神经网络的学习、分类能力,而且具有粒子群优化算法全局快速寻 优的特点．与简单的粒子群优化算法相比,该方法在收敛性和稳定性方面都有了较明显的提高,验证了它的 合理性和有效性．     

一类非线性极小极大问题的改进粒子群算法

针对一类非线性极小极大问题目标函数非光滑的特点给求解带来的困难,利用改进的粒子群算法并结合极大熵函数法给出了此类问题的一种新的有效算法。首先利用极大熵函数将无约束和有约束极小极大问题转化为一个光滑函数的无约束最优化问题,将此光滑函数作为粒子群算法的适应值函数;然后用数学中的外推方法给出一个新的粒子位置更新公式,并应用这个改进的粒子群算法来优化此问题。数值结果表明,该算法收敛快﹑数值稳定性好,是求解非线性极小极大问题的一种有效算法。     

Volterra filter modeling of nonlinear discrete-time system using improved particle swarm optimization

This paper focuses on the identification problem of nonlinear discrete-time systems using Volterra filter series model. Generally, to update the kernels of Volterra model, the most commonly used method is the gradient adaptive algorithm. However, this method probably traps at the local minimum for searching parameter solutions. In this study, a new intelligence swarm computation of the global search is considered. We utilize an improved particle swarm optimization (IPSO) algorithm to design the Volterra kernel parameters. It is somewhat different from the original algorithm due to modifying its velocity updating formula and this can promote the algorithm?s searching ability for solving the optimization problem. Using the IPSO algorithm to minimize the mean square error (MSE) between the actual output and model output, the identification problem for nonlinear discrete-time systems can be fulfilled. Finally, two different kinds of examples are provided to demonstrate the efficiency of the proposed method. Moreover, some examinations including the Volterra model memory size and algorithm initial condition are further considered.     

An efficient artificial bee colony algorithm with application to nonlinear predictive control

In this paper a constrained nonlinear predictive control algorithm, that uses the artificial bee colony (ABC) algorithm to solve the optimization problem, is proposed. The main objective is to derive a simple and efficient control algorithm that can solve the nonlinear constrained optimization problem with minimal computational time. Indeed, a modified version, enhancing the exploring and the exploitation capabilities, of the ABC algorithm is proposed and used to design a nonlinear constrained predictive controller. This version allows addressing the premature and the slow convergence drawbacks of the standard ABC algorithm, using a modified search equation, a well-known organized distribution mechanism for the initial population and a new equation for the limit parameter. A convergence statistical analysis of the proposed algorithm, using some well-known benchmark functions is presented and compared with several other variants of the ABC algorithm. To demonstrate the efficiency of the proposed algorithm in solving engineering problems, the constrained nonlinear predictive control of the model of a Multi-Input Multi-Output industrial boiler is considered. The control performances of the proposed ABC algorithm-based controller are also compared to those obtained using some variants of the ABC algorithms.     

非线性系统辨识方法研究

讨论了利用小波神经网络对非线性系统辨识的新方法。在辨识过程中,为了提高小波神经网络对非线性系统的辨识性能,使用一种改进粒子群优化算法对BP小波神经网络参数进行训练,求得最优值,达到对非线性系统辨识目的。在数值仿真中,与采用标准粒子群优化算法相比,结果显示了提出的方法在收敛性和稳定性等方面均得到了明显的改善。     

求解约束优化的改进粒子群算法

针对种群初始化时粒子过于集中和基本粒子群算法搜索精度不高的缺陷,提出了一种求解约束优化问题的改进粒子群算法。该算法引入佳点集技术来优化种群的初始粒子,使种群粒子初始化时分布均匀,因而种群具有多样性,不会陷入局部极值;同时使用协同进化技术使双种群之间保持通信,从而提高算法的搜索精度。仿真实验结果表明：将该算法用于5个基准测试函数,该算法均获得了理论最优解,其中有4个函数的测试方差为0。该算法提高了计算精度且鲁棒性强,可以广泛应用于其他约束优化问题中。     

基于模式优选思想改进的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法（PSO）容易陷入局部最优值的缺点，提出一种基于遗传算法模式定理思想改进的粒子群优化算法（IPSO）．新算法改善了粒子群优化算法摆脱局部极小点的能力．对典型函数的测试表明，IPSO算法的全局搜索能力有了显著提高，特别是对多峰函数能有效地避免早熟收敛问题．将改进的粒子群优化算法用于氧化反应动力学参数的优化，计算结果表明，新算法优化结果明显优于文献报道．