多角色多策略多目标粒子群优化算法

针对粒子群算法在解决复杂多目标问题时存在过早收敛和多样性不足的问题,提出多角色多策略多目标粒子群优化算法(MOPSO_RS). 该算法根据粒子的角色划分指标,给不同性能的粒子赋予不同角色;提出多策略的学习参数调整方法和多策略的全局最优粒子选取方法,帮助种群执行各种搜索策略. 不同的学习参数使各角色粒子获得不同的搜索策略,以调整粒子的探索和开发能力. 不同的全局最优粒子使各角色粒子搜索不同区域,提高种群的搜索效率. 为了避免算法陷入局部最优,引入带有高斯函数的变异算子,使粒子根据其角色朝向不同的全局最优粒子变异,提高算法的求解精度. 实验结果表明,对比其他改进多目标算法,MOPSO_RS具有良好的收敛性和多样性,并验证了所提策略的有效性.     

基于α-stable分布的多目标粒子群算法研究及应用

多目标的粒子群算法(MOPSO)在各个领域的优化设计中得到了广泛应用及改进,但是目前仍然存在着在进化后期容易陷入局部最优导致收敛精度低、解的多样性差等问题。引入α-stable分布理论,发展建立了一种新的基于α-stable动态变异的多目标粒子群优化算法(ASMOPSO)。通过α-stable分布生成随机数对PSO算法的种群进行变异操作,增加种群的多样性,在算法中动态调整稳定性系数α实现变异范围和幅度的变化,从而使得改进的ASMOPSO算法具有兼顾计算精度和全局寻优的能力。使用ZDT系列无约束函数和带约束的Tanaka及Srinivas函数对改进前后的算法进行了测试,结果显示出了ASMOPSO算法的快速全局寻优性能。将改进后的算法应用到RAE2822跨音速翼型的减阻和力矩绝对值不增大的综合优化中,得到了较好的多目标气动优化结果。     

一种改进的多目标粒子群优化算法

针对多目标粒子群优化算法在迭代过程中收敛速度和多样性方面的不足,提出一种改进的多目标粒子群优化算法(IMOPSO).采用基于栅格和拥挤距离的协同外部档案维护策略,通过更准确地选择收敛性和多样性性能更好的非劣粒子作为全局最优值,加快整个种群的收敛速度;采用分段Logistic混沌映射、外部档案检测机制及修改的粒子速度更新公式,分别在初始化阶段和迭代过程中增强种群的多样性;最后,通过对标准测试函数仿真测试证明了改进后的算法能够快速收敛至Pareto最优前沿并保持较好的多样性.     

一种自适应混合多目标粒子群优化算法

文章针对多目标粒子群优化算法多样性损失和收敛性不好的问题,提出了一种自适应混合多目标粒子群优化算法。首先,使用Sobol序列映射决策变量初始值,使得初始解集在全决策空间范围有更均匀的分布。使用线性递减权重法调整粒子群算法的权重,增强算法收敛性。提出了使用基于多样性指标SP的自适应变异算子增加种群多样性的同时,还提出了在最优档案集中,使用基于改进的世代距离指标GD的自适应混沌搜索增强算法局部搜索能力。最后,将文中提出的改进算法与MOPSO(基本多目标粒子群优化算法)和NSGA2对比,结果显示出该算法能够在保持优化解收敛性的同时获得更好的多样性。     

基于改进粒子群算法的整流供电智能优化调度

针对粒子群算法易早熟收敛的局限性，提出了一种带变异的改进自适应粒子群优化(PSO)算法.该算法根据群体适应度变化率自动调整惯性权值，根据当前种群的平均粒距确定种群中部分粒子的变异概率.对于大型锌电解过程中的整流供电调度问题，建立了以用电费用及耗电量最少为目标的整流供电优化调度模型，并应用改进算法进行优化求解，获得最优调度方案.仿真结果证明了该算法的有效性.工业应用效果表明，按最优调度方案组织生产显著降低了用电费用，同时有利于电网负荷的平衡运行.     

基于多粒子信息共享策略的PSO小波网络模型

针对粒子群优化算法在训练小波网络存在的早熟收敛问题,提出一种改进的粒子群优化算法.该算法通过引入多粒子信息共享策略,使种群中各粒子共享多个粒子的有用信息,以期增加种群多样性,减少各粒子在进化早期被吸引到最优粒子附近的可能性,提高小波网络的建模质量.仿真表明,相对于BP算法和标准粒子群优化算法,本文算法在训练小波网络方面估计精度更高,收敛速度更快,并有效解决了早熟收敛和局部最优问题.     

一种基于多种群分层的粒子群优化算法

为解决粒子群优化(PSO)算法收敛速度慢,易于早熟的不足,采用控制理论的分层思想,提出了多种群分层PSO算法(HSPPSO).在第1层采用多种群粒子群并行计算.第2层把每个种群看成一个粒子,种群的最优值作为当前粒子的个体最优值,进行第2层粒子群优化.并把优化结果返回到第1层.在PSO算法的运行过程中,对有集聚倾向的粒子进行速度变异处理,重新初始化速度.最后对4个典型的测试函数进行了测试,研究结果表明,与基本微粒群算法比较,作者提出的算法提高了算法的收敛速度和收敛精度,改善了算法的性能.本算法对大规模系统的优化问题求解提供了一个新的思路.     

基于混沌思想的粒子群优化算法

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优的缺点，根据混沌运动的随机性、遍历性特点，提出一种基于混沌思想的粒子群优化算法（CPSO）、该算法利用种群适应度方差进行早熟收敛判断，实现对进化过程的监视，当发现种群陷入局部最优时，对种群进行混沌初始化，帮助种群摆脱局部最优点．对4种典型测试函数的仿真结果表明，改进算法明显减少了种群陷入局部最优的可能性．其全局寻优能力明显强于标准粒子群优化算法．     

基于改进的自适应粒子群算法的给水管网优化设计

针对粒子群算法在优化给水管网设计时易陷入局部最优难以寻找到最优解的问题,提出改进的动态自适应粒子群算法(modified dynamically adaptive particle swarm optimization,M-DAPSO).定义趋同因子和参数调整函数,使算法能根据种群内部信息自适应调整参数,提出自适应变异策略增加种群多样性.最后,将M-DAPSO算法应用到Hanoi管网优化中,仿真结果表明:该算法能以最小的计算代价求得最优的工程造价;与其他优化算法相比,M-DAPSO算法具有较强的全局搜索能力和较快的收敛速度.     

双评价粒子群优化算法

提出了双评价粒子群优化算法．该算法可对迭代后的粒子进行位置和适应值的双评价,并可根据评价结果对适应值和位置不好的粒子进行柯西变异或者高斯变异,克服了标准粒子群优化算法因对迭代后粒子的优劣不进行评价而使部分粒子进行无意义的探索和开发的缺陷．实验结果表明改进的算法加快了粒子群的探索速度,提高了开发全局最优解的精度．     

基于改进自适应权重多目标粒子群算法的分布式电源优化配置

根据配电网和分布式电源相关特性,建立考虑多种约束条件下配电网网损最小、分布式电源成本最低、电网电压稳定性最好的多目标优化数学模型。该文提出一种改进自适应权重多目标粒子群算法对配电网进行分布式电源优化配置,相较于传统的多目标粒子群算法容易陷入局部最优,以及单目标算法只能给出单一配置方案,该方法在保证得到更接近全局最优解的同时提供一系列可供选择的方案(一组Pareto解集)。采用不同算法对IEEE 69节点算例进行求解计算,仿真结果充分证明了算法的优越性,为配电网中分布式电源配置提供了更为灵活的可行性方案。     

基于PSO-DE算法的分布式光伏优化配置研究

为解决分布式光伏电源接入配电网的优化配置问题,提出一种基于粒子群和差分进化的PSO-DE算法,同时构建了包含网损最小、投资成本最低、电压质量最优的无偏好多目标分布式光伏选址定容综合优化模型。首先对差分进化算法的变异过程进行改进,然后利用粒子群算法对差分进化算法中的缩放因子和杂交因子进行优化,采用标准测试函数对PSO-DE算法进行测试和参数敏感度分析,验证了算法的客观性和稳定性;并利用无偏好可变权重对多目标模型进行处理;最后以分布式光伏选址定容优化的实际应用为例,并与其他算法对比,验证了模型和算法的有效性和实用性。     

马氏田口系统的量子行为二进制粒子群特征选择优化方法

针对标准二进制粒子群用于马氏田口系统的特征选择优化时,存在迭代速度慢,容易陷入局部最优解等不足,提出一种改进的基于量子行为二进制粒子群的马氏田口系统变量选择优化方法。首先,为了规避可能存在的复共线性特性对距离度量结果的影响,本研究采用Gram-Schmidt正交化法计算马氏距离值,对系统进行标准化处理,对各属性向量进行正交化后计算各类别的马氏距离集合,通过ROC曲线确定系统分类的最佳阈值点,定义误分类率概念和被选择变量占比最小作为变量筛选标准,构建多目标的混合规划模型。运用改进的量子行为粒子群算法求解优化组合,为适应二值化的变量优化问题,算法基于概率对粒子进行二进制编码,求取目标函数的适应值,并完成粒子群的优化迭代过程。采用优化的变量组合,构建精简的马氏田口系统,建立度量预测模型,完成精确判别的任务。最后,以胎心分娩力造影术测量的胎儿健康诊断为例,对标准二进制粒子群算法和二进制量子粒子群优化算法进行对比验证,实验结果表明,本文方法可以有效地提升粒子的迭代速度和寻优精度,优化后的马氏田口系统的预测准确率明显提高。     

Diversity controlled multiobjective particle swarm optimization

For solving the premature in traditional multiobjective particle swarm optimization,a multi-objective particle swarm optimization based on diversity control is proposed.The proposed algorithm utilizes a diversity metric,which is based on weight vectors,to evaluate the population diversity in each generation and control the evolution process of the algorithm adaptively.To maintain population diversity,an adaptive mutation strategy based on Steffensen’s method is adopted to update the repository population.With the purpose of balancing the population diversity and convergence,the global best positions of particles areselected adaptively.This algorithm is compared with several widely used multiobjective evolutionary algorithms on a set of benchmark test problems in the experimental part.Statistical results demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm.     

基于自适应的配电网分布式电源优化配置研究

针对分布式电源接入配电网引起的电压越限和电能质量下降等问题,提出了一种具备自适应特性的分布式电源优化配置方法. 建立了光伏、风电两种典型分布式电源的数学模型,分析其功率输出特性. 构建了同时考虑发电成本、环境成本、有功网损折算成本三项指标的分布式电源优化配置模型. 针对多目标函数和多约束条件的优化配置模型,应用自适应粒子群算法求解,实现学习因子和惯性权重自适应调整以提高算法的寻优性能,由此得到分布式电源的最佳接入位置和容量. 最后,以IEEE33节点配电系统为例进行仿真验证. 结果表明,自适应粒子群算法与传统粒子群算法和混沌粒子群算法相比,求解得到的优化配置方案可达到更好的供电可靠性和经济性要求.     

基于云差分进化算法的约束多目标优化实现

针对现有约束多目标算法存在收敛性、分布性不高等问题,提出一种基于云差分进化算法的约束多目标优化方法,通过云模型对差分进化算法的参数进行自适应处理;采用建立外部种群分别存储可行解和不可行解的方式处理约束条件,并对已有可行解集的更新方法进行改进,有效提高解集的分布性.提出新的变异策略,利用优秀可行解和不可行解的方向信息增强算法对解的探索能力.通过对CTP类标准问题的求解表明,与另外2种较为优秀的约束多目标算法相比,本算法显著提高了Pareto解集的分布性,且更接近于真实的Pareto前沿,有效地解决了约束多目标问题.     

基于改进粒子群算法考虑阀点效应的经济负荷最优分配

经济分配对于电力系统节能至关重要,是电网中一类典型的优化问题,基于传统的粒子群算法的优化方法由于仅考虑速度与位置参数,易导致局部最优。针对电力系统的有功经济分配,考虑发电机组的阀点效应,提出一种改进型粒子群算法。通过引进视角参数,使粒子的移动状态受到视角的制约,改善传统算法粒子容易早熟而陷入局部最优的缺陷,降低搜索随机性并提高优化精度’仿真结论表明,带有视角参数的改进粒子群算法有更高效的全局搜索能力和更可靠的最优解,为发电机有功经济分配问题提供一种有效的新算法。     

应用混合粒子群优化的检查点全局优化算法

针对容错实时系统存在的局部最优检查点间隔为单次故障情况下的最优检查点间隔及局部最优检查点间隔并不是任务集全局最优检查点间隔的缺陷,首先给出检查点间隔全局优化问题的多目标优化模型,然后基于混合粒子群优化算法,提出检查点间隔全局优化算法.该算法通过混合粒子群优化算法的交叉和变异操作,避免算法陷入局部极值的困境,且增强了算法搜索全局近优检查点间隔的能力.实验表明,与其他检查点间隔优化算法相比,本算法可进一步提升系统容错能力.检查点间隔全局优化能在故障多次发生情况下,对任务集的检查点间隔进行全局搜索,以减小检查点设置次数和故障检测次数、高优先级任务抢占时间及故障恢复时间,提高系统可调度性.     

改进多目标粒子群优化算法及在图像融合中的应用

在深入研究图像融合算法的基础上,受多目标粒子群优化算法(MOPSO)的启发,提出了一种改进的MOPSO算法,并将该改进算法用于图像融合方面。这种算法提出了两次调节指数收敛函数,使得寻优速率得到更为平滑地过渡,从而让搜索结果更好的接近Pareto最优解集。实验结果表明,与传统的融合算法比较在客观性能指标上得到提高。