基于自适应参数与混沌搜索的PSO算法求解柔性作业车间调度问题

针对传统粒子群优化(PSO)算法在求解柔性作业车间调度问题中的不足,提出了基于自适应参数与混沌搜索的粒子群优化算法。对粒子群算法中的惯性系数等参数采用基于迭代搜索而自适应调整的方式,使粒子在初期以较大惯性进行大范围搜索,后期逐渐减小惯性而转入精细搜索。这种方法改变了传统粒子群算法在求解过程中的盲目随机与求解精度不高的问题;同时,通过在局部搜索过程中引入混沌技术,扩大对最优解的寻找范围,以此避免算法陷入局部最优,有效提高算法的全局寻优能力。实验结果表明,基于自适应参数与混沌搜索的粒子群优化算法在求解柔性作业车间调度问题(FJSP)时能够获得更优粒子适应度平均值及更好的优化目标。所提算法对求解柔性作业车间调度问题可行,有效。     

基于混沌搜索的粒子群优化算法

粒子群优化算法(PSO)是一种有效的随机全局优化技术。文章把混沌优化搜索技术引入到PSO算法中,提出了基于混沌搜索的粒子群优化算法。该算法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高的算法的收敛速度和计算精度。仿真计算表明,该算法的性能优于基本PSO算法。     

基于改进的离散PSO算法的FJSP的研究

柔性作业车间调度问题(Flexible Job-shop Scheduling Problem,FJSP)是经典作业车间调度问题的一个扩展,前者更接近于实际生产。以最小化最大完工时间为目标,提出了一种改进的离散粒子群优化算法。传统粒子群优化算法一般适用于优化连续模型问题,FJSP作为复杂度比较高的组合优化问题,是一种典型的离散模型。提出的算法采用机器负荷平衡机制初始化粒子种群,在粒子的更新过程中引入了3个操作算子来更新粒子的工序排序部分和机器分配部分,这3个算子分别为基于工序排序或机器分配的变异、与个体最优位置之间进行工序先后顺序保留的交叉(POX)操作、与全局最优位置进行随机点保存的交叉(RPX)操作。先后执行以上3个算子以完成粒子的一次更新。这种操作能够使种群较快地收敛于最优解。对标准测试案例进行实验的结果表明,所提算法对解决FJSP具有有效性,并且能够快速地搜索到近似最优解;与其他同类算法相比,所提算法在求解效果和收敛速度上均具有优越性。     

一种混沌粒子群嵌入优化算法及其仿真

为克服混沌粒子群优化(CPSO)算法由于采用随机数作为算法参数而不能保证种群多样性和优化遍历性的缺陷,通过将混沌变量嵌入到常规粒子群优化算法(PSO)中,使PSO算法中的惯性权值和随机数用混沌随机序列来替代,提出了一种新的混沌粒子群嵌入优化算法(CEPSO),以充分利用混沌运动的随机性、遍历性克服粒子群优化算法容易陷入局部最优的缺点.通过复杂多维函数的寻优测试,验证了本算法的有效性,并将仿真结果与混沌粒子群优化算法进行比较,证明了CEPSO算法更具有较强的全局搜索能力和收敛速度.     

混沌变异粒子群优化算法及其应用研究

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优值的缺点,提出了基于变异思想的粒子群优化算法,为提高粒子群优化算法的计算精度,利用混沌运动随机性、遍历性的特点,提出了一种基于混沌思想的改进粒子群优化算法,进而提出了基于混沌变异的改进粒子群优化算法(CMPSO).基于几种典型benchmark函数的测试研究结果表明,该算法与基本PSO算法和遗传算法相比,较好地克服了早熟收敛,提高了算法的搜索精度.将该算法应用于水库优化调度问题中,所得结果优于标准粒子群优化算法和遗传算法,这也验证了混沌变异粒子群优化算法的有效性.     

基于多区域采样策略的混合粒子群优化求解多目标柔性作业车间调度问题

柔性作业车间调度问题（FJSP）是一类应用广泛的组合优化问题。针对多目标FJSP求解过程复杂、算法易陷入局部最优的问题,提出了一种基于多区域采样策略的混合粒子群优化算法（HPSO-MRS）,以同时优化最大完工时间和总机器延迟时间这两个目标。多区域采样策略能够区分粒子所在Pareto前沿面的位置,根据不同区域进行采样重组,并为采样后位于Pareto前沿面多个区域的粒子规划相应的运动方向,从而有针对性地调整粒子在多个方向上的收敛能力,并带来一定程度的均匀分布能力的提升。此外,编解码方面使用带插空机制的解码策略来消除可能存在的局部左移;粒子更新方面将传统粒子群优化（PSO）算法的粒子更新方式与遗传算法（GA）的交叉变异算子相结合,提升了算法搜索过程的多样性并避免算法陷入局部最优。把所提算法在Benchmark问题Mk01~Mk10上进行测试,与传统的HPSO、NSGA-Ⅱ、基于适应度分配策略的多目标进化算法（SPEA2）和基于分解的多目标进化算法（MOEA/D）进行算法效力和运行效率对比。显著性分析的实验结果表明,HPSO-MRS在收敛性评价指标HV和IGD上分别在85%和77.5%的对照组中显著优于对比算法,而该算法在35%的对照组中的分布性指标Spacing显著优于对比算法,且均不存在所提算法显著差于对比算法的情况。可见相较于对比算法,所提出的算法具备较好的收敛与分布性能。     

基于HPSO的钢坯加热过程炉温优化设定

针对一种蓄热推钢式加热炉三个加热区的炉温稳态优化问题,本文提出了一种混合粒子群优化(HPSO)方法.首先,基于钢坯导热偏微分方程和边界条件,建立钢坯温度预报模型.然后,采用HPSO算法确定最佳稳态炉温,即炉温控制的参考输入.该方法利用混沌机制产生初始种群,通过免疫和克隆来提高粒子群优化(PSO)算法的全局搜索能力和搜索精度.     

一种多目标置换流水车间调度问题的优化算法

针对最大完工时间最小和总流经时间最小的多目标置换流水车间调度问题(permutation flow shopscheduling problem, PFSP), 提出一种粒子群优化算法与变邻域搜索算法结合的混合粒子群优化(hybrid particleswarm optimization algorithm, HPSO)算法, 并使算法在集中搜索和分散搜索之间达到合理的平衡. 在该混合算法中,采用NEH 启发式算法进行种群初始化, 以提高初始解质量;运用随机键表示法设计基于升序排列规则(ranked-order-value, ROV), 将连续PSO 算法应用于置换流水车间调度问题;引入外部档案集存贮Pareto 解, 并采用强支配关系和聚集距离相结合的混合策略保证解集的分布性;采用Sigma 法和基于聚集距离的轮盘赌法进行全局最优解的选择;提出变邻域搜索算法, 对外部集中的Pareto 解作进一步地局部搜索. 最后, 运用提出的混合算法求解Taillard 基准测试集, 并将测试结果与SPEA2 算法进行比较, 验证该调度算法的有效性.     

基于混沌搜索解决早熟收敛的混合粒子群算法

针对标准粒子群优化算法(PSO)在处理高维复杂函数时存在的收敛速度慢、易陷入局部极小等问题,提出了新的混合粒子群算法——基于混沌优化搜索解决早熟收敛的粒子群算法。采用了基于群体适应值方差的早熟判断机制,同时提出了一种缩小混沌搜索的变量空间范围的新方法,提高了搜索效率。基于典型高维复杂函数的数值实验表明,混合粒子群算法效率高、优化性能好、对初值具有很强的鲁棒性。尤其是,混合粒子群算法具有很强的避免局部极小能力,其性能远远优于单一优化方法。     

一种基于相角映射的改进多目标粒子群优化算法

提出一种相角粒子群优化算法求解多目标优化问题。该算法采用相角映射实现了粒子在相角空间上仅依赖于归一化多目标函数的快速搜索,在粒子飞行信息共享机制上引入共享池概念,提出基于关联支配排序和相似度排序的共享池更新策略,提高了Pareto解的多样性。采用Sigma领导策略和混沌变异操作,平衡了算法的快速搜索能力和全局寻优能力。标准多目标测试函数和电力系统广域阻尼控制多目标优化算例表明了所提出算法的可行性和有效性。     

基于群体适应度方差的粒子群优化算法

由于粒子群算法在进化后期存在搜索速度较慢,容易陷入局部最优点以及搜索到解的时间较长且精度不高的缺点,所以对算法进行改进的研究就成为一个必要的课题.通过利用混沌的遍历性和随机性的特点,引入基于Tent映射的混沌理论机制,使算法在进化后期一旦陷入局部最优点就可以跳出局部最优点的位置,并且通过群体适应度方差的计算来判断当前群体的离散程度或聚集程度,进而判断是否需要以一定的概率选择微粒个体去进行混沌更新.几个测试函数的仿真实验结果也表明了该算法在搜索时间上、解的精度上都要远远优于标准的粒子群算法,是一种可行的优化工具,有一定的应用前景.     

基于邻域混沌PSO算法的目标分配优化方法

针对基本粒子群算法在求解火力打击体系目标分配问题时易陷入局部极值、计算精度差的局限性,提出了一种基于混沌粒子群算法（ChaosParticleSwarmOptimization,CPSO）的目标分配优化方法。在综合考虑整体毁伤效能、打击匹配度和风险概率的基础上,分析了目标分配问题的数学模型,设计了相应的粒子编码方法、更新策略和有效性修订方法,提出一种在种群最优粒子邻域内进行混沌搜索的改进策略。仿真结果表明,所提CPSO算法的性能明显优于基本粒子群算法和变异粒子群算法。     

自适应混沌粒子群优化算法

粒子群优化算法在求解复杂函数时,存在收敛速度慢、求解精度不高、易陷入局部最优点等问题。为此,提出一种自适应混沌粒子群优化算法。在基本粒子群算法中引入混沌变量,当算法陷入早熟收敛时进行混沌搜索,同时引入非线性递减的惯性权重。实验结果表明,该算法具有较快的收敛速度和较高的收敛精度,能有效避免早熟收敛问题。     

带时限的多出救点应急物资调度模型及算法

主要研究时间限制下的多出救点应急资源调度优化问题。针对传统优化算法搜索速度慢、易陷入局部最优解的缺点,提出一种新的基于高斯函数的混沌粒子群优化算法,该算法利用高斯函数的分布曲线特性和混沌的遍历性来增强粒子群优化算法的寻优能力。将该算法应用时间限制下的多出救点应急资源调度优化,建立了满足应急时间限制下系统总费用最小的数学模型,介绍了该算法的详细实现过程。算例通过和遗传算法和标准粒子群算法进行比较,证明了其搜索速度和寻优能力的优越性。     

混沌粒子群优化算法

将混沌融入到传统粒子群提出了混沌粒子群算法。该方法利用了混沌运动的遍历性、随机性以及对初值的敏感性等特性,根据早熟判断机制,在基本粒子群算法陷入早熟时,进行群体的混沌搜索．数值仿真结果表明该方法能跳出局部最优,进一步提高了计算精度和收敛速度,以及全局寻优能力。     

混沌微粒群优化算法在图像匹配中的应用

针对传统图像匹配计算量较大、匹配速度慢、抗干扰能力差的问题,将混沌算子与微粒群优化算法相结合,提出一种鲁棒性强、计算速度快的图像匹配方法。该算法利用微粒群优化算法的收敛快速性和混沌运动的遍历性、随机性等特点,实现了非遍历性搜索。在算法初始化阶段,对粒子位置混沌初始化;在算法运行期间,对优秀个体进行混沌扰动避免落入局部最优。提高了算法对多维空间的全局搜索能力,并可以有效避免早熟现象。实验结果表明该算法的图像匹配具有快速性和较高的准确性,对解决噪声情况下的图像匹配问题十分有效。     

腰部外骨骼机器人线性自抗扰控制器参数优化

针对腰部外骨骼机器人线性自抗扰控制器参数难以调整的问题,本文提出一种基于天牛须搜索的改进粒子群算法(PSO)。建立腰部外骨骼机器人模型,采用线性自抗扰控制器,进一步引入改进的PSO对其进行参数优化。该算法通过混沌初始化种群,提高粒子执行效率;采用非线性策略调整惯性因子和学习因子,加强粒子的搜索能力;引入天牛须搜索算法与PSO结合,并采用自适应权重,使得粒子可对周边环境进行较好地判断,避免粒子陷入局部最优。分别通过6个测试函数和建立系统评价指标进行仿真实验,结果表明所提出的算法有更好的收敛精度,优化后的控制器具有更好的控制性能。     

基于混沌序列的多峰函数微粒群寻优算法

基于混沌序列的多峰函数微粒群寻优算法的目标就是找到多峰函数的所有局部优化峰值。在分析微粒群优化算法中各个参数对微粒运动影响的基础上,对微粒群算法进行改造,让微粒运动从初始位置沿优化函数曲线向优化峰值方向爬行,直至找到所在区域的局部优化峰值;要想求得尽可能多的局部优化峰值,就要求微粒群中微粒的初始位置分布具有随机性和遍历性,为此采用混沌序列设置微粒初始位置;为使每一个局部最优值点都可能有微粒群中的微粒经过,采用变步长的迭代计算;为防止优化函数曲线的某些局部峰附近没有微粒分布,从而漏掉该局部峰值,对计算进行重复,直至两轮求得的优化函数的局部峰值之差小于给定阈值。仿真结果表明,该算法具有很好的局部寻优特性,计算过程简捷,寻优效果良好,可有效地应用于多峰函数的局部寻优并求取全局最优值。     

基于黄金分割准则的混沌云粒子群算法

针对传统粒子群算法寻优精度不高、易早熟的缺点,提出了基于黄金分割评判准则的混沌云粒子群（CCGPSO）算法。该算法利用黄金分割评判准则,将粒子群按照适应度大小分为标准粒子、混沌云粒子、云粒子三个子群,分别进行不同的算法操作。黄金分割的引入使整个粒子群可以搜索到全部解空间,解决了标准粒子群算法易陷入局部最优解和寻优精度不高的问题。选取了四种典型函数测试,并与混沌云粒子群算法（CCPSO）比较。仿真结果表明CCGPSO具有较高的寻优精度和收敛速度。