梯度微粒群优化算法及其收敛性分析

针对标准微粒群优化算法微粒运动轨迹的收敛性进行了分析,给出并证明了微粒运动轨迹收敛的充分条件.提出一种简便的等高线图判别法,该方法能够通过参数的位置判断微粒轨迹是否收敛并衡量收敛速度.为提高算法的收敛速度,构造出一种梯度微粒群优化算法,给出并证明了该方法收敛的充分条件.仿真结果表明,梯度微粒群优化算法具有优良的搜索性能.

     

交替捕食的粒子群优化算法及其粒子轨迹收敛性分析

为避免算法陷入局部极值,在捕食者一猎物协同进化机制基础上,提出了一种交替捕食的粒子群优化算法(APPSO).对该算法迭代过程进行了分析,给出并证明了粒子运动轨迹收敛的充分条件.为使粒子运动轨迹可靠收敛,构建了一种参数设置方法.通过迭代矩阵谱半径计算、SQRT序列采样,对该算法的粒子轨迹收敛速度进行了分析.基准测试函数仿真结果表明,交替捕食的PSO算法具有较佳的搜索性能.     

微粒群优化动态神经网络模型结构分析

微粒群算法由于进化机制中的随机不确定性,其稳定性很难进行分析,所以对微粒群的研究多是根据经验的实际优化模型求解.针对该问题,利用鲁棒不确定性理论,将算法分解为时不变和不确定时变的结构,减少原有参数固定的假设条件,从而对引入动态惯性权重的微粒群算法的渐近稳定性进行分析.在此基础之上,采用李雅普诺夫方法,得到基于微粒群参数优化的动态神经网络收敛的充分条件,自适应调整微粒速度的上下限,为组合模型的实际应用提供参数选择的理论基础.最后,通过仿真实例验证了所给出微粒群算法稳定性条件和基于微粒群优化的动态神经网络收敛条件的有效性.     

一种改进的自适应逃逸微粒群算法及实验分析

分析了变异操作对微粒群算法(particle swarmoptimization,简称PSO)的影响,针对收敛速度慢、容易陷入局部极小等缺点,结合生物界中物种发现生存密度过大时会自动分家迁移的习性,给出了一种自适应逃逸微粒群算法,并证明了它依概率收敛到全局最优解.算法中的逃逸行为是一种简化的确定变异操作.当微粒飞行速度过小时,通过逃逸运动使微粒能够有效地进行全局和局部搜索,减弱了随机变异操作带来的不稳定性.典型复杂函数优化的仿真结果表明,该算法不仅具有更快的收敛速度,而且能更有效地进行全局搜索.     

基于微粒群算法与模拟退火算法的协同进化方法

提出了一种基于模拟退火与微粒群算法的协同进化方法,利用了微粒群算法的易实现性、局部快速收敛性以及模拟退火算法的全局收敛性.通过两种算法的协同搜索,可以有效克服微粒群算法的早熟收敛.仿真结果表明,本文的协同进化方法不仅具有较好的全局收敛性能,而且具有较快的收敛速度.文章从理论上证明了该方法以概率1收敛于全局最优解.     

PSOSA混合优化策略

本文提出了一种微粒群算法与模拟退火算法相结合的混合优化方法，该方法在群体进化的每一代中，首先通过微粒群算法的进化方法来控制微粒的飞行方向，然后利用模拟退火算法来拓展其搜索领域。这样既可以利用微粒群算法的收敛快速性，又可以利用模拟退火算法的全局收敛性。本文还证明了该混合优化方法依概率1收敛于全局最优解。仿
真结果表明，在搜索空间维数增大时，该方法的全局收敛性明显优于基本微粒群算法。     

基于过滤微粒群优化算法的虚拟企业伙伴选择

提出了一种过滤微粒群优化算法并应用于虚拟企业的伙伴选择问题.该算法以优良适应值微粒取代部分不良适应值微粒,使算法具有过滤能力,加快了搜索速度,并保证收敛于全局最优解.仿真实验及与基本PSO算法的对比分析表明了FPSO算法的有效性.     

一种全局收敛的PSO算法及其收敛分析

在分析了速度因子对微粒群算法影响的基础上,针对以往算法的弱点,提出了一种基于Gaussian变异全局收敛的粒子群算法.该算法使用全局变异因子使粒子具有了良好的全局搜索能力,并证明了它能以概率1收敛到全局最优解.同时使用了局部变异因子,使算法在局部搜索过程中具有较高的搜索精度.典型函数优化的仿真结果表明,该算法具有寻优能力强、搜索精度高、稳定性好等优点,适合于工程应用中的函数优化问题.     

基于模拟退火PSO的神经网络模型

人工神经网络的训练问题实质上是一个优化问题。将模拟退火算法和基本粒子微粒群算法相结合,提出一种基于模拟退火的微粒群算法,该算法能够有效抑制早熟收敛。利用基于模拟退火微粒群算法优化BP神经网络的权值和阀值,有效的解决了BP算法易陷入局部极小值的缺点,从而提高了神经网络的精度和收敛速度。通过对非线性系统进行Matlab仿真研究,实验结果表明,基于模拟退火的微粒群算法训练的神经网络是一种有效的辨识方法。     

Logistic型混合自适应分数阶达尔文粒子群优化算法

针对传统的粒子群优化算法中存在的问题及分数阶达尔文微粒群优化(FDPSO)算法收敛速度慢,收敛精度不高的问题,改进其算法中分数阶速度更新策略,同时引入Logistic型混合分数阶自适应动态调整策略,得到一种改进的自适应分数阶达尔文粒子群优化(LFDPSO)算法,并通过相应理论分析,证明了该算法在给定条件下的收敛性,并由6个经典函数的数值测验表明,Logistic型混合自适应分数阶达尔文粒子群(LFDPSO)算法在收敛精度和收敛速度上得到了有效改善与提高,粒子在局部最优时的逃逸能力、全局寻优及智能搜索能力显著增强。     

煤矿井下WSN中基于自适应粒子群聚类算法的多sink节点部署

多sink节点的部署是井下传感器网络的重要研究课题,对网络性能的影响很大。针对目前采用的部署方法存在计算过程复杂、收敛速度慢、容易陷入局部最优等问题,在标准粒子群聚类算法的基础上,提出一种基于自适应粒子群聚类算法的井下多sink节点部署算法(简称A-PSOCA算法),在惯性权重系数中考虑了粒子的进化和聚合状况,使改进的算法的自适应能力更强,并在算法迭代过程中引入预防粒子位置重叠策略,防止粒子搜索局部最优化。仿真结果表明,A-PSOCA算法可以得到合理的sink节点位置,算法的收敛速度比标准粒子群聚类算法快1倍,所对应的网络的平均能耗和均衡性以及网络生存期也优于其他基于粒子群算法,适用于井下通信环境。     

解多目标优化问题的新粒子群优化算法

通过定义的粒子序值方差和U-度量方差,把对任意多个目标函数的优化问题转化成为两个目标函数的优化问题。继而把Pareto最优与粒子群优化(PSO)算法相结合,对转化后的优化问题提出了一种新的多目标粒子群优化算法,并证明了其收敛性。新方法用较少计算量便可以求出一组在最优解集合中分布均匀且数量充足的最优解。计算机仿真表明该算法对不同的试验函数均可用较少计算量求出在最优解集合中分布均匀且数量充足的最优解。     

混合粒子群算法及在可靠性优化中的应用

针对粒子群算法搜索精度低和早熟收敛的缺陷,通过算法混合,提出了基于混沌与和声搜索算法思想的混合粒子群优化算法。该算法采用Tent映射,利用混沌特性提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,同时采用和声策略对解空间进行开发,引入了柯西变异,帮助粒子跳出局部陷阱,采用云模型的自适应策略来调整惯性权重。最后将该优化算法应用于可靠性优化设计中,仿真实验表明,改进后的混合粒子群优化算法较基本粒子群算法收敛速度加快,且不易陷入局部极值点。     

Analysis of particle interaction in particle swarm optimization

In this paper, we analyze the behavior of particle swarm optimization (PSO) on the facet of particle interaction. We firstly propose a statistical interpretation of particle swarm optimization in order to capture the stochastic behavior of the entire swarm. Based on the statistical interpretation, we investigate the effect of particle interaction by focusing on the social-only model and derive the upper and lower bounds of the expected particle norm. Accordingly, the lower and upper bounds of the expected progress rate on the sphere function are also obtained. Furthermore, the sufficient and necessary condition for the swarm to converge is derived to demonstrate the PSO convergence caused by the effect of particle interaction.     

量子微粒群在波阻抗反演中的应用

求解的局部性和计算速度慢是目前非线性波阻抗反演存在的主要缺陷。在与微粒群算法进行比较的基础上,研究了量子微粒群反演算法。数值实验结果表明,与微粒群反演相比,量子微粒群波阻抗反演在收敛速度和避免陷入局部极小等方面有着一定的优势,适合于非线性反演问题,该方法也适用于其他领域非线性最优化问题的求解,具有较强的普适性。     

基于多种群进化与粒子群优化混合的频谱分配算法

为了解决认知无线网络中的频谱分配问题,提出一种基于多种群进化与粒子群优化混合的频谱分配算法。它采用图论着色模型,首先使用遗传算法将多个种群进行独立进化,以提高种群的全局搜索能力;然后选出每个种群中的最优的个体作为粒子群优化的粒子,并通过控制每个粒子的初始速度方向来加快算法的收敛速度。最后以系统总收益最大化和用户间的公平性为优化目标与遗传算法和粒子群算法进行了对比实验,仿真结果表明,该算法在收敛速度、认知用户接入公平性和系统总收益3个方面的性能均优于遗传算法和粒子群算法。     

一种改进的求解TSP混合粒子群优化算法

为解决粒子群算法在求解组合优化问题中存在的早熟性收敛和收敛速度慢等问题,将粒子群算法与局部搜索优化算法结合,可抑制粒子群算法早熟收敛问题,提高粒子群算法的收敛速度。通过建立有效的局部搜索优化算法所需借助的参照优化边集,提高了局部搜索优化算法的求解质量和求解效率。新的混合粒子群算法高效收敛于中小规模旅行商问题的全局最优解,实验表明改进的混合粒子群算法是有效的。     

基于粒子群优化算法的聚类分析

基于求解实优化问题时粒子群算法优于遗传算法这一事实，在基于遗传算法的K-均值聚类算法的基础上，给出了一种摹于粒子群优化算法的聚类方法。实验结果显示，基于粒子群优化算法的聚类方法在收敛速度方面明显优于基于遗传算法的聚类方法。     

自适应多位变异粒子群优化算法

针对粒子群优化算法的早熟收敛问题,提出一种改进的自适应多位变异粒子群优化算法.根据群体适应度方差以及当前最优解的大小来确定当前最佳粒子的变异概率,变异操作增强了粒子群优化算法跳出局部最优解的能力,在理论上保证了算法具有良好的性能.对几种典型函数的测试结果表明：该算法的全局搜索能力有了显著改善,收敛速度较快,并且能够有效避免早熟收敛问题.