基于惩罚机制的自适应交叉粒子群算法

粒子群算法存在容易陷入局部收敛的问题,尤其在求解约束条件优化问题时。提出一种基于惩罚机制的自适应交叉粒子群算法,其分3个层次克服局部收敛,获得最优解。首先引入交叉操作,根据粒子群进化过程中的种群多样性模型得到全局最优解。其次为求解约束优化问题,提出了基于惩罚机制的交叉粒子群算法,改进了H策略和简化了P策略惩罚机制。验证了所提算法在算法复杂度没有明显增加的情况下,性能得到了提高。最后分析得出在解决约束条件优化问题时,根据问题本身单峰和多峰的不同特性,粒子群算法的参数对收敛速度和最优解有关键影响。提出用通用公式计算参数,使算法得到最优解,从而推广粒子群算法的应用。     

动态评价粒子群优化及风电场微观选址

提出了动态评价方法处理一类约束优化问题.将目标函数值和约束违反量进行动态归一化处理,再进行加权求和,动态评价解的优化性能.不仅解决了惩罚因子确定困难的问题,而且增加了优化算法的多样性,提高了优化算法搜索全局最优解的能力.将动态评价方法引入粒子群算法,求解风电场微观选址优化问题.仿真结果表明,动态评价方法提高了风电场发电量和风能利用效率.此外,该方法可广泛应用于其他优化算法以求解约束优化问题.     

量子粒子群算法在易逝品多目标定价中的应用

对易逝品的多目标定价问题进行了研究。从利润最大化角度建立易逝品多目标最优定价模型。模型中涉及复杂的需求函数,常规函数极值法不易获得问题解析解,因此引入量子粒子群算法,结合惩罚函数对模型进行演化求解。根据给出的算例分析表明,利用量子粒子群算法,可以快速有效地得到不同订货量下的最优定价与折扣价组合。     

引入多级扰动的混合型粒子群优化算法

为解决粒子群优化算法易陷入局部最优值的问题,提出一种引入多级扰动的混合型粒子群优化算法.该算法结合两种经典改进粒子群优化算法的优点,即带惯性参数的标准粒子群优化算法和带收缩因子的粒子群优化算法,在此基础上,引入多级扰动机制：在更新粒子位置时,引入一级扰动,使粒子对解空间的遍历能力得到加强;若优化过程陷入“局部最优”的情况,则引入二级扰动,使得优化过程继续,从而摆脱局部最优值.使用了6个测试函数——Sphere函数、Ackley函数、Rastrigin函数、Styblinski-Tang函数、Duadric函数及Rosenbrock函数来对所提出的混合型粒子群优化算法进行仿真运算和对比验证.模拟运算的结果表明：所提出的混合型粒子群优化算法在对测试函数进行仿真时,其收敛精度和收敛速度都优于另外两种经典的改进粒子群优化算法;另外,在处理多峰函数时,本算法不易被局部最优值所限制.     

求解学习型员工项目调度问题的HPSO算法

为提高工作效率并最小化项目工期,研究学习型员工项目调度问题的求解算法。建立相应的0-1型整数非线性规划模型,提出一种混合粒子群优化算法。该算法应用基于优先规则的启发式算法生成优良的初始粒子,引入离散型算子修正经典的粒子速度和位置方程,采用改进的前向递归算法求解粒子目标函数值。数值实验结果表明,在相同运行时间内,该算法能得到比粒子群优化算法更优的解。     

车联网中自适应联合计算卸载资源分配算法

为降低车联网(C-V2 X)中计算任务的时延与能耗,提出一种自适应的联合计算卸载资源分配算法.考虑多因素,多平台(本地计算、云计算、移动边缘计算(MEC)、空闲车辆计算)卸载,将计算卸载决策和资源分配建模为多约束优化问题.在粒子群算法基础上,提出粒子矩阵编码方式,联合优化车辆卸载决策、各平台任务卸载比例、MEC资源分配.提出粒子修正算法,结合罚函数法,解决多约束优化问题.仿真结果表明,与其它算法相比,该算法能在满足最大容忍时延的同时,最小化系统总成本.     

基于改进粒子群优化算法的约束多目标优化

针对约束多目标优化问题,提出一种改进的粒子群优化算法,采用距离量度和自适应惩罚函数相结合的约束处理技术,通过可行解比例有效均衡目标函数和约束条件,提高算法的边界搜索能力。定义新的k最近邻聚集密度,保持解集分布性,并将聚集密度和轮盘赌选择相结合选取全局最优粒子。仿真结果表明,该算法在Pareto解集均匀性及逼近性方面均具有优势。     

云计算中的基于粒子群算法和差分遗传算法的资源调度

云计算资源调度一直以来都是研究的热点, 本文在云计算中引入粒子群算法, 针对该算法局部收敛速度快, 容易陷入局部最优值的缺点. 本文提出了两个改进: 一个是在粒子群种群寻找最优解中引入差分遗传算法, 既可以发挥粒子群全局搜索快的优点, 又可以发挥差分遗传算法局部搜索效率高的优点, 将两种算法优点进行结合弥补粒子群算法不足; 另一个是引入惩罚函数避免了粒子向无效的空间移动, 节约了移动的成本. Cloudsim平台说明本文算法能够有效满足云计算资源分配, 同时在任务完成时间, 成本消耗方面都有了很大的提高, 为云计算的资源分配提供了一种参考.     

混沌量子粒子群优化算法

针对量子粒子群优化算法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,提出了混沌量子粒子群优化算法.采用了基于群体适应值方差的早熟判断机制,同时提出了一种基于混沌搜索的新方法,提高了搜索效率.数值实验结果表明,混沌量子粒子群算法效率高、优化性能好,且具有很强的避免陷入局部最优的能力,其性能远远优于一般的粒子群算法和量子粒子群算法.     

基于混沌机制的混合量子粒子群优化算法

针对量子粒子群优化算法在处理一般复杂函数时可以找到函数最优解但容易陷入局部极小等问题,提出利用混沌搜索解决早熟收敛的混合量子粒子群算法CODPSO。数值实验结果表明,与量子粒子群优化算法相比,该算法效率高、优化性能好,具有较强的避免局部极小能力,对初值具有较强的鲁棒性。     

基于微粒群算法的QoS组播路由算法

文章研究了带宽、延时、延时抖动约束最小代价的QoS组播路由问题,提出了一种基于微粒群优化(PSO)算法[2,5]来设计路由优化算法。该算法采用一种新的整数编码方案,将路由优化问题转化成准连续优化问题,并采用罚函数处理约束条件。给出了应用微粒群优化算法求解QoS组播路由问题的算例,并与遗传算法和改进后的遗传算法进行了比较。计算机仿真实验证明,该算法可以更有效地求得QoS组播路由问题的优化解,可靠性高。     

基于QPSO的QoS组播路由算法

对带宽、延时、延时抖动约束最小代价的QoS组播路由问题进行了研究，提出一种基于量子行为微粒群优化（QPSO）算法来设计路由优化算法。该算法采用一种节点序列编码方案，将路由优化问题转化成一种准连续优化问题，并采用罚函数处理约束条件。应用QPSO算法求解QoS组播路由问题的算例，并与遗传算法和改进后的遗传算法进行比较。计算机仿真实验证明，该算法可以更有效地求得QoS组播路由问题的优化解，可靠性较高。     

基于自适应罚函数的QPSO算法的代谢通量评估*

针对代谢通量评估问题属于带约束的优化问题,其目标函数是一个非线性、不可微的并且存在多个局部最小点的复杂函数,提出了使用自适应罚函数的量子粒子群优化算法来解决这个问题。通过自适应罚函数的方法解决约束条件,然后使用QPSO算法最小化内部代谢通量。用此算法评估谷氨酸棒杆菌的内部代谢通量并与传统的优化算法来比较,实验结果证明了该算法的可行性和有效性。     

A comparative study of various meta-heuristic techniques applied to the multilevel thresholding problem

The multilevel thresholding problem is often treated as a problem of optimization of an objective function. This paper presents both adaptation and comparison of six meta-heuristic techniques to solve the multilevel thresholding problem: a genetic algorithm, particle swarm optimization, differential evolution, ant colony, simulated annealing and tabu search. Experiments results show that the genetic algorithm, the particle swarm optimization and the differential evolution are much better in terms of precision, robustness and time convergence than the ant colony, simulated annealing and tabu search. Among the first three algorithms, the differential evolution is the most efficient with respect to the quality of the solution and the particle swarm optimization converges the most quickly.     

多分配枢纽站集覆盖问题的随机p- 鲁棒优化模型及算法

枢纽站选址是轴辐式网络优化设计的重要问题,枢纽站覆盖则是该问题的一个类型.考虑枢纽站建站成本和节点间运输距离的不确定性,结合随机优化和鲁棒优化方法,建立了完备轴辐式网络中多分配枢纽站集覆盖问题的随机-鲁棒优化模型;采用二进制编码,对量子粒子群算法进行改进,加入免疫思想,设计了免疫量子粒子群求解算法.最后通过算例对模型进行仿真计算,结果表明了该模型及算法的可行性和有效性.     

Constrained particle swarm optimization using a bi-objective formulation

This paper introduces an approach for dealing with constraints when using particle swarm optimization. The constrained, single objective optimization problem is converted into an unconstrained, bi-objective optimization problem that is solved using a multi-objective implementation of the particle swarm optimization algorithm. A specialized bi-objective particle swarm optimization algorithm is presented and an engineering example problem is used to illustrate the performance of the algorithm. An additional set of 13 test problems from the literature is used to further validate the performance of the newly proposed algorithm. For the example problems considered here, the proposed algorithm produced promising results, indicating that it is an approach that deserves further consideration. The newly proposed algorithm provides performance similar to that of a tuned penalty function approach, without having to tune any penalty parameters.     

多量子粒子群协同优化算法研究

针对标准粒子群优化（PSO）算法及其改进算法存在的局部收敛与收敛速度问题,提出了一种多量子粒子群协同优化（QPSCO）方法。该算法采用双层的多粒子群协同优化结构：用多个量子粒子群在底层独立地搜索解空间,同时引入参数变异策略,以扩大搜索范围;上层用1个量子粒子群追逐当前全局最优解,并对飞离搜索区域粒子的位置用新位置取代,以加快算法收敛。在此基础上,将该算法应用于实际控制系统低阶时滞对象的PID控制器设计中。仿真结果表明,QPSCO是一种有效的参数优化算法,与标准PSO、QPSO等算法相比具有更好的全局收敛性能。     

基于改进粒子群算法的网络广告配置优化

针对网络广告的特点,提出了一个基于混合定价策略的网络广告资源配置优化模型,将其建模为一个约束优化问题,最大化网站的总收益。通过罚函数法进行约束处理,提出一种改进的粒子群算法进行求解。仿真结果表明了该算法的有效性。     

QPSO算法与PSO算法求解二维热传导反问题

热传导反问题在国内研究起步较晚,研究方法有很多,但通常方法很难较好地接近全局最优.在介绍经典的微粒群优化算法(PSO)的基础上,研究基于量子行为的微粒群优化算法(QPSO)的二维热传导参数优化方法,具体介绍依据目标函数如何利用上述的算法去寻找最优参数组合.为了提高算法的收敛性和稳定性,在具体应用中对算法进行了改进,并进行了大量实验,结果显示在解决热传导反问题优化问题中,基于QPSO算法的性能比经典PSO算法更加优越,证明QPSO在热传导领域具有很大的实际应用价值.     

基于粒子群算法的无源滤波器多目标优化设计

摘要：针对无源滤波器参数优化问题,将无源滤波器的最小费用、谐波电压畸变率、谐波电流残留率、以及无功功率补偿容量作为设计的优化目标,改进了传统的粒子群算法,引用惩罚函数将问题转化为无约束优化问题。本设计算法是采用改进多目标粒子群优化算法与惩罚函数相结合的算法为无源滤波器参数优化设计提供了一种新的优化方法。