基于混合粒子群算法的PID参数寻优

提出一种将单纯形法SM与粒子群算法PSO结合的混合粒子群算法HPSO。通过对3种常用测试函数进行优化和比较．结果表明HPSO比PSO和SM都更容易找到全局最优解。然后用HPSO优化算法对某涡扇发动机PID控制中的参数进行优化并将结果与混合遗传算法HGA的结果进行比较，结果表明HPSO在找寻最优解效率上好于HGA。且算法实现简单，具有很高的可靠性，是一种PID控制参数寻优的有效方法。     

粒子群优化算法在桁架结构优化中的应用

介绍了粒子群优化(PSO)算法的一种改进算法:用于约束优化问题的启发式粒子群优化(HPSO)算法.针对HPSO算法在桁架结构优化中速度较慢的问题,将HPSO算法的约束处理策略与另一种适用于粒子群算法的约束处理方法结合,并将改进后的算法应用到1个桁架结构截面优化设计算例中,同时与HPSO算法进行对比分析.对于此算例,改进算法和HPSO算法都运行了多次,从多次运行的统计分析中可以看出,改进算法的优化效果和稳定性好于HPSO算法,且结构分析的次数减少了一半左右,从而整个程序运行的速度比HPSO算法提高了将近一倍.     

粒子群优化算法在桁架结构优化中的应用

介绍了粒子群优化（PSO）算法的一种改进算法：用于约束优化问题的启发式粒子群优化（HPSO）算法。针对HP-SO算法在桁架结构优化中速度较慢的问题,将HPSO算法的约束处理策略与另一种适用于粒子群算法的约束处理方法结合,并将改进后的算法应用到1个桁架结构截面优化设计算例中,同时与HPSO算法进行对比分析。对于此算例,改进算法和HPSO算法都运行了多次,从多次运行的统计分析中可以看出,改进算法的优化效果和稳定性好于HPSO算法,且结构分析的次数减少了一半左右,从而整个程序运行的速度比HPSO算法提高了将近一倍。     

基于改进的PSO算法在Shearlet图像去噪中的应用研究

本文主要通过对标准粒子群优化算法的分析与研究,根据不同特点的粒子群进化模型,提出基于不同进化模型的粒子群改进算法,增加算法群体多样性,提高算法的全局收敛性能。最后将改进的PSO算法应用于Shearlet图像去噪研究。     

一种多样性控制的粒子群优化算法

针对粒子群优化(PSO)算法的早熟收敛问题,提出一种新的基于群体多样性控制的PSO算法(DCPSO).该方法使得粒子在收缩状态下充分搜索,在发散状态下能够飞离群体的聚集位置,不断的收缩-发散过程保证了群体能在较大的空间进行搜索,减少了粒子群算法的早熟收敛现象.通过对多个标准测试函数的实验结果表明,DCPSO算法在复杂优化问题中具有较强的全局搜索能力,而且比现有的多样性指导的PSO算法(ARPSO)具有更好的性能.     

粒子群优化算法的概率特性分析及算法改进

群体多样性的丧失是导致粒子群优化（PSO）出现早期收敛的重要原因,鉴于此,对PSO运动方程进行概率特性分析,指出了方程中学习参数的概率分布及参数问的相依性与群体多样性丧失之间的关系,并提出了一种白适应学习的PSO算法．该算法通过调整学习参数的概率特性来保持种群多样性,同时设计了随进化状态白适应变化的学习参数来协调粒子的...     

带组织的粒子群优化算法——OPSO

提出了带组织的粒子群优化算法.粒子群优化算法是一种基于群体智能的演化算法,具有良好的优化性能.但由于群体的迅速收敛和多样性低,导致算法早熟收敛.依据人类社会活动的特点,在粒子群中引入组织的概念,定义了组织的优胜劣汰.在组织优胜劣汰的过程中,更新最差组织,进而保持粒子群的多样性,避免算法的早熟收敛问题.仿真实验表明:OPSO比PSO有更好的优化能力.     

听觉信号盲分离的混合粒子群优化算法

为了解决基本粒子群盲分离算法收敛速度慢、优化精度低的问题,提出用基于群体自适应变异和个体退火操作的混合粒子群优化算法（HPSO）来实现听觉信号盲分离。与模拟退火算法（SA）和基本粒子群算法（PSO）相比,该算法保持了基本粒子群算法简单、容易实现的特点,又能进行自适应变异,改善了其摆脱局部极值点的能力。仿真对比结果表明,基于该改进算法的盲分离效果良好,具有收敛速度快、性能稳定等特点。     

混合粒子群算法的软件测试数据自动生成

针对全连接拓扑结构的粒子群算法在生成测试数据过程中,存在收敛精度低,易陷入局部极值的问题,提出一种混合粒子群算法HPSO,并将其应用于测试数据自动生成。该算法在保证全局收敛性的前提下,对多样性匮乏的种群,首先采用定长环形拓扑结构取代粒子群的全连接拓扑结构;其次,采用轮盘赌方法选择候选解,更新粒子位置信息和速度信息;最后引入条件禁忌算法,对处于局部极值的粒子采取禁忌处理。通过实验比较表明:与基本粒子群算法(BPSO)相比,HPSO使种群多样性得到大幅度提升;在测试数据生成性能上,HPSO的搜索成功率和路径覆盖率均优于遗传算法与粒子群算法混合算法GA-PSO,而平均耗时与BPSO算法相当,性能表现优越。     

粒子群优化算法在配方设计中的应用

随着群体智能研究的兴起,粒子群优化(PSO,Particle Swarm Optimization)算法已经成为新的研究热点。该算法模仿鸟类和鱼类群体觅食迁徙中个体与群体协调一致的机理,通过群体最优方向、个体最优方向和惯性权重的协调来求解实数化问题。本文从粒子群优化算法的理论分析切入,阐述了PSO算法的基本原理、算法流程,提出用PSO算法来解决卷烟配方优化设计这类组合优化问题,并对其实际应用效果进行分析和验证。     

带组织的粒子群优化同步并行算法

提出带组织的粒子群优化同步并行算法.粒子群优化算法是一种基于群体智能的演化算法,具有良好的优化性能.但由于群体的迅速收敛和多样性低,导致算法早熟收敛.带组织的粒子群优化同步并行算法虽然克服了早熟收敛问题,但无形中却增加了计算时间.结合已有的并行计算技术,构造出了该方法的同步并行计算算法,仿真试验证明并行算法具有更快的收敛速度.     

基于混沌和差分进化的混合粒子群优化算法

研究粒子群算法优化问题,由于标准粒子群优化算法(PSO)在高维复杂函数优化中易早收敛,影响全系统优化。为改进的混合粒子群优化算法,提出了一种基于混沌和差分进化的混合粒子群优化算法(CDEHPSO)。把基于Logistic映射的混沌序列引入到种群初始化操作中。在算法进化过程中,通过一种粒子早熟判断机制,在基本粒子群优化算法中引入了差分变异、交叉和选择操作,对早熟粒子个体进行差分进化操作,从而维持了种群的多样性并有效避免了算法陷入局部最优。仿真结果表明,相比于粒子群优化算法和差分进化算法(DE),CDEHPSO算法具有收敛速度快、搜索能力强的优点。     

一种基于粒子对称分布多样性的PSO算法

粒子群算法(PSO)在演化的过程中种群多样性越来越差,容易陷于局部最优。为了克服这一缺点,提出一种基于粒子对称分布多样性的改进PSO算法(sdPSO)。对粒子在空间分布的研究发现,粒子在最优解周围更对称的分布可大大提高算法收敛到全局最优解的概率。提出一种种群多样性函数表示方法,并在标准粒子群算法中引入多样性调节算法。由于种群多样性被不断调整,粒子在空间中的分布在对称与非对称之间反复变换,使得改进算法能搜索到更广泛的区域。通过benchmark函数实验仿真,改进sdPSO算法与标准粒子群算法相比,能达到更高的收敛精度。     

A hybrid algorithm based on particle swarm and chemical reaction optimization for multi-object problems

Over the past decade, the particle swarm optimization (PSO) has been an effective algorithm for solving single and multi-object optimization problems. Recently, the chemical reaction optimization (CRO) algorithm is emerging as a new algorithm used to efficiently solve single-object optimization.In this paper, we present HP-CRO (hybrid of PSO and CRO) a new hybrid algorithm for multi-object optimization. This algorithm has features of CRO and PSO, HP-CRO creates new molecules (particles) not only used by CRO operations as found in CRO algorithm but also by mechanisms of PSO. The balancing of CRO and PSO operators shows that the method can be used to avoid premature convergence and explore more in the search space.This paper proposes a model with modified CRO operators and also adding new saving molecules into the external population to increase the diversity. The experimental results of the HP-CRO algorithm compared to some meta-heuristics algorithms such as FMOPSO, MOPSO, NSGAII and SPEA2 show that there is improved efficiency of the HP-CRO algorithm for solving multi-object optimization problems.     

一种动态调整惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子收敛速度慢、搜索精度不高和算法性能在很大程度上依赖于参数的选取等缺点,提出了一种非线性指数惯性权重粒子群优化算法(Exponential Inertia Weight in Particle Swarm Optimization,EIW-PSO)。在每次迭代的过程中, 采用粒子最大适应值和最小适应值的指数函数来动态调整 算法中的惯性权重,更有利于算法在寻优过程中跳出局部最优;同时,引入随机因子以确保种群的多样性,使粒子更快地收敛到全局最优位置。为了验证该算法的寻优性能,通过8个基准测试函数将标准PSO、线性递减惯性权重LDIW-PSO、均值自适应惯性权重MAW-PSO在不同维度和种群规模下进行测试比较。实验结果表明,提出的EIW-PSO算法具有更快的收敛速度和更高的求解精度。     

多样性反馈与控制的粒子群优化算法

针对粒子群优化(PSO)算法的早熟收敛问题,提出了一种多样性反馈与控制的粒子群优化 (DFCPSO)算法。该算法在搜索过程中根据多样性反馈信息,动态调整算法参数,改善了搜索次数在多样性曲线上的分布情况。当多样性或群体适应度方差下降到给定的阈值时,通过基于最优点排斥的初始化操作,高效率发散,使粒子飞离聚集区域,重新开始搜索,从而使种群多样性保持在合理范围内,避免了早熟收敛现象。对多个标准测试函数的实验结果表明,与当前多样性控制的粒子群优化(DCPSO)算法相比,DFCPSO算法在复杂优化问题和多模态优化问题中具有更强的全局搜索能力。     

采用位置混沌重构的入侵杂草优化在盲源分离的应用

传统盲源分离（blind source separation,BSS）优化算法的应用场合非常有限,而且分离性能不高,为此提出了一种新的采用位置混沌重构的入侵杂草优化算法（invasive weed optimization,IWO）,并对其在盲源分离的应用进行了研究。新算法在每轮更新的初期驱动选出的较优个体向此时种群的最优个体做适当距离的移动,这样不仅会增加种群的多样性,避免算法出现早熟,而且收敛速度也较快。盲信号分离仿真实验证实,与标准IWO、粒子群优化算法（particle swarm optimization,PSO）和自然梯度算法（natural gradient,NG）相比,新算法的性能优势明显,收敛速度较快,分离精度较高。     

混合拓扑结构的粒子群算法及其在测试数据生成中的应用研究

粒子群算法(PSO)的拓扑结构是影响算法性能的关键因素,为了从根源上避免粒子群算法易陷入局部极值及早熟收敛等问题,提出一种混合拓扑结构的粒子群优化算法(MPSO)并将其应用于软件结构测试数据的自动生成中。通过不同邻域拓扑结构对算法性能影响的分析,采用一种全局寻优和局部寻优相结合的混合粒子群优化算法。通过观察粒子群的多样性反馈信息,对每一代种群粒子以进化时选择全局拓扑结构模型(GPSO)或局部拓扑结构模型(LPSO)的方法进行。实验结果表明,MPSO使得种群的多样性得到保证,避免了粒子群陷入局部极值,提高了算法的收敛速度。     

一种催化粒子群算法及其性能分析

针对粒子群算法（PSO）在解决高维、多模复杂问题时容易陷入局部最优的问题,提出了一种新颖的混合算法—催化粒子群算法（CPSO）。在CPSO优化过程中,种群中的粒子始终保持其个体历史最优值pbests。CPSO种群更新由改造PSO、横向交叉以及垂直交叉三个搜索算子交替进行,其中,每个算子产生的中庸解均通过贪婪思想产生占优解pbests,并作为下一个算子的父代种群。在CPSO中,纵横交叉算法（CSO）作为PSO的加速催化剂,一方面通过横向交叉改善PSO的全局收敛性能,另一方面通过纵向交叉维持种群的多样性。对6个典型benchmark函数的仿真结果表明,相比其它主流PSO变体,CPSO在全局收敛能力和收敛速率方面具有明显优势。     

基于事件触发的全信息粒子群优化器及其应用

针对标准粒子群优化算法存在早熟收敛和容易陷入局部最优的问题,本文提出了一种基于事件触发的全信息粒子群优化算法(Event-triggering-based full-information particle swarm optimization, EFPSO).首先,引入一类基于粒子空间特性的事件触发策略实现粒子群优化算法(Particle swarm optimization, PSO)的模态切换,更好地维持了算法搜索和收敛能力之间的动态平衡.然后,鉴于引入历史信息能够降低算法陷入局部最优的可能性,提出一种全信息策略来克服PSO算法搜索能力不足的缺陷.数值仿真实验表明, EFPSO算法在种群多样性、收敛率、成功率方面优于其他改进的PSO算法.最后,应用EFPSO算法对变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)去噪算法进行改进,并在现场管道信号去噪取得了很好的效果.