基于搜索空间可调的自适应粒子群优化算法与仿真

针对收缩因子粒子群优化(CPSO)算法易陷入局部最优和发生过早收敛的问题.提出了基于搜索空间可调的自适应粒子群优化(APSO)算法.该算法根据种群早熟收敛程度和个体适应值,在CPSO算法停滞时,将全部粒子有效地划分在3类不同的搜索空间,使种群始终保持搜索空间的多样性,易于跳出局部最优,从而有效地改善了CPSO算法后期的寻优能力.     

一种新型的动态粒子群优化算法

为了改进标准粒子群优化算法全局搜索性能,提出了一种种群动态变化的多种群粒子群优化算法。当算法搜索停滞时,把种群分裂成2个子种群,通过子种群粒子随机初始化及个体替代机制增强种群多样性,两个子种群并行搜索一定代数后,通过混合子种群来完成不同子种群中粒子的信息交流。收敛性分析表明,本文算法能以概率1收敛到全局最优解。实验结果表明,本文算法具有较好的全局寻优能力和较快的收敛速度。     

一种新的自适应动态文化粒子群优化算法

为了克服粒子群优化算法在解决复杂问题时易陷入局部最优的缺陷, 提出了一种新的自适应动态文化粒子群优化算法。该算法引入评价粒子群早熟收敛程度的指标来判断种群空间粒子群状态, 以确定影响函数对种群空间粒子群的作用时机, 当算法陷入局部最优时, 自适应地利用影响函数对种群空间进行变异更新, 从而有效发挥文化粒子群算法的双演化双促进机制。并且根据种群的早熟收敛程度自适应地调整粒子的惯性权重, 使种群在进化过程中始终保持惯性权重的多样性, 在算法的全局收敛性与收敛速度之间作一个很好的折中。最后对四个经典的测试函数进行仿真, 结果表明该算法具有很强的搜索能力, 收敛速度和收敛精度也有所提高。     

一种结合灰狼算法的粒子群优化算法

针对粒子群算法有陷入局部最优的缺点,提出一种基于灰狼算法的粒子群优化算法.首先,根据自然界中优胜劣汰的生存法则,对每次迭代种群中的最差粒子进行进化,其次,由于粒子群算法中整个种群中的最优粒子有很强的引导能力,对最优粒子进行扰动,增大寻找全局最优的可能性;最后,结合灰狼优化算法,引导粒子群包围式进行搜索,增强全局搜索能力;将改进的粒子群算法与标准粒子群算法在9个测试函数上进行了寻优精度和收敛速度的对比,结果证明改进粒子群算法(PSO_GWO)在收敛速度和寻优精度上均优于粒子群算法(PSO).     

一种混沌变参数粒子群优化算法

粒子群优化算法存在易陷入局部最优、收敛精度低、进化后期收敛慢等问题,混沌粒子群优化算法利用混沌运动的遍历性、随机性、规律性特点,很好地解决了粒子群优化算法陷入局部最优的问题,但混沌初始化会破坏已收敛的种群结构。在混沌粒子群优化算法的基础上,提出了一种混沌变参数粒子群优化算法。对陷入局部最优的种群进行混沌初始化,并采取一定的规则动态改变混沌运动的控制参数,以增强或减弱混沌方程的混沌特性,既可以减轻混沌初始化对已收敛种群结构的破坏性,又能利用混沌特性摆脱种群陷入局部最优问题,提高收敛精度,从而提高算法的全局寻优能力。通过仿真测试表明,混沌变参数的粒子群优化算法能有效避免种群陷入局部最优现象,收敛快、收敛精度高,全局寻优能力优于基本粒子群优化算法。     

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。     

吸引子权重改变内嵌区域震荡搜索粒子群算法

针对粒子群算法搜索精度不高、搜索最优解较慢的问题,提出了一种改进的粒子群算法。该算法通过调整全局最优解和个体最优解,形成一个新的全局吸引子解指导粒子收敛,优化种群粒子来搜索解空间的最优值。再将优化方案融入到内嵌区域震荡搜索的粒子群算法（RSPSO）中,仿真结果表明,改进的粒子群算法在寻优能力及搜索精度方面都得到了进一步的提高。     

具有快速收敛和自适应逃逸功能的粒子群优化算法

为了克服标准粒子群优化算法(PSO)后期收敛速度慢、容易陷入局部最优等缺点,借鉴人工蜂群算法的思想,提出了一种提高收敛速度并且带有自适应逃逸功能的粒子群优化算法(FAPSO)。算法中每进化一次粒子搜索两次：一次全局搜索,一次局部搜索。当粒子陷入局部最优时,通过逃逸功能使粒子重新搜索。8个经典基准测试函数仿真结果表明,改进的粒子群优化算法在收敛速度和寻优精度上均有提高,相对于目前常用的改进粒子群优化算法如CLPSO等,t检验结果说明,新算法具有明显的优势。     

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。     

基于交叉变异的混合粒子群优化算法

粒子群优化算法是一种基于群体智能理论的全局优化算法,通过群体中粒子间的合作与竞争实现对问题空间的高效搜索。针对算法后期收敛速度较慢、易陷入局部最优的缺点,提出了一种混合粒子群算法。该算法通过改变种群初始化方法,引入交叉和变异机制等措施改善基本粒子群算法的性能。数值试验结果表明,改进型粒子群算法在提高全局寻优能力和加快收敛速度等方面均有良好的表现。     

基于群体爬山策略的混合粒子群优化算法

针对粒子群优化算法（PSO）在求解高维复杂优化问题时存在搜索精度不高和易陷入局部最优解的缺陷,借鉴混合蛙跳算法（SFLA）的群体爬山思想,提出一种基于群体爬山策略的混合粒子群优化算法（CMCPSO）,并证明了CMCPSO算法的全局收敛性。对四个典型高维连续优化函数的求解表明,该算法不仅保持了PSO算法的快速收敛能力,而且吸收了SFLA算法局部精细搜索和保持种群多样性的优点,具有良好的全局收敛性。     

一种多粒子群协同进化算法

为进一步提高多粒子群协同进化算法的寻优精度, 并有效改善粒子群易陷入局部极值及收敛速度慢的问题, 结合遗传算法较强的全局搜索能力和极值优化算法的局部搜索能力, 提出了一种改进的多粒子群协同进化算法. 对粒子群优化算法提出改进策略, 并在种群进化过程中, 利用遗传算法增加粒子的多样性及优良性, 经过一定次数的迭代, 利用极值优化算法加快收敛速度. 实验结果表明该算法具有较好的性能, 能够摆脱陷入局部极值点的问题, 并具有较快的收敛速度.     

一种双层可变子群的动态粒子群优化算法

粒子间信息的共享方式对粒子群优化算法的收敛速度和全局搜索能力有重要的影响.针对全互联、环形拓扑结构,提出基于双层子群的信息共享方式,以收敛率作为子群规模变化的标识,实现子群规模动态变化,协调了算法的全局搜索能力和局部寻优能力.子群排斥机制使子群跳出局部最优解的束缚,提高解的多样性.选取目前比较流行的几种粒子群优化算法,通过五种经典的Benchmark高维函数优化问题进行实验仿真.结果表明基于双层可变子群的动态粒子群优化算法可以有效的避免算法陷入局部最优,在保证收敛速度的同时算法的全局搜索能力和精度有明显的提高.     

生态金字塔粒子群优化算法

为解决粒子群优化算法在处理高维复杂函数时容易陷入局部最优和早熟收敛的问题,提出生态金字塔粒子群优化算法(EP-PSO)。该算法引入生态金字塔系统,使粒子在搜索空间分等级、分子群寻优,有效增加了群体多样性;为增强算法的全局搜索能力,对处于停滞状态的个体极值和全局极值进行动态变异,以达到扩大种群潜在搜索空间的效果。选择15个测试函数验证算法的有效性,结果表明EP-PSO有着良好的寻优性能,能够得到较高精度解,具有较高的效率和可信度。     

一种基于子群变异的粒子群优化算法

为克服粒子群优化算法早熟收敛,提出一种基于子群变异的改进粒子群优化算法。该算法提出一种具有随机定向振荡式搜索的子群对主群的全局最优位置进行变异,改变了完全随机的变异方式,为算法提供局部深度的搜索以及跳出局部最优。为增强算法的全局探索能力,对适应度值差的粒子进行动态的变异,以此达到增大种群的潜在搜索空间的目的。最后通过高维的benchmark函数测试改进算法性能。通过仿真结果对比,表明改进算法能有效防止早熟问题,对于多模态函数的优化能够很好地跳出局部极值点,收敛性和收敛精度等方面得到大幅度提升。     

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.     

质心粒子群优化算法

为了加快粒子群算法收敛速度,提出了质心粒子群优化算法（CPSO）。算法通过计算种群所有个体最优记录所构成的一个群体的质心,对种群个体当前的最优记录和全局最优记录进行比较、替换或更新等操作,从而加快算法的收敛速度。仿真实验表明,在求解相同精度的情况下,质心粒子群优化算法的收敛速度优于线性递减惯性权重粒子群优化算法（LDWPSO）。     

一种动态分组的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法易陷入局部最优的问题,提出一种动态分组的粒子群优化算法.通过对鸟群习性的研究,给出交互粒子的概念,并在粒子群优化过程中引入动态分组机制,将种群动态划分成多个子种群,且每次划分的子种群数目是从特定集合中随机选取,从而增加交互粒子划分到同一子种群的概率.每个子种群在收敛进化的同时,利用环拓扑结构提高种群多样性及算法搜索全局最优解的能力.实验结果表明,与其他粒子群优化算法相比,该算法具有更好的稳定性、寻优性能以及更高的收敛精度.     

参数自适应粒子群算法的给水管网优化研究

针对粒子群算法在解决给水管网优化问题时存在容易陷入局部最优的缺点,通过分析粒子的运动轨迹和相似程度,提出一种参数自适应粒子群算法。该算法利用种群粒子与期望粒子之间相似度的大小,动态调整算法参数,平衡算法全局和局部搜索能力,利用分期变异策略增加种群多样性,保证算法收敛于全局最优值。将改进算法用于优化汉诺塔管网和纽约管网2个经典的管网案例,证明算法可以有效应用于给水管网这类组合优化问题。将该算法优化实际的管网改扩建案例,结果表明,所提出的算法具有更好的寻优性能和收敛性能。     

内嵌区域震荡搜索的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法早熟收敛现象,提出了一种改进的粒子群优化算法。新算法在粒子群中的每个粒子吸引子的基础上引入了区域震荡搜索因子。每个粒子在协同收敛的同时,震荡搜索粒子极值位置周围区域,增加种群的多样性,提升算法的全局寻优能力,有效避免算法陷入局部收敛。仿真结果表明,改进后的算法在收敛精度上得到显著的改善。