混沌变异粒子群优化算法及其应用研究

为克服粒子群优化算法容易陷入局部最优值的缺点,提出了基于变异思想的粒子群优化算法,为提高粒子群优化算法的计算精度,利用混沌运动随机性、遍历性的特点,提出了一种基于混沌思想的改进粒子群优化算法,进而提出了基于混沌变异的改进粒子群优化算法(CMPSO).基于几种典型benchmark函数的测试研究结果表明,该算法与基本PSO算法和遗传算法相比,较好地克服了早熟收敛,提高了算法的搜索精度.将该算法应用于水库优化调度问题中,所得结果优于标准粒子群优化算法和遗传算法,这也验证了混沌变异粒子群优化算法的有效性.     

基于混沌粒子群算法的物流配送路径优化

通过结合混沌的遍历性和粒子群的快速性的优点,提出了一种用于求解物流配送路径优化问题的混沌粒子群优化算法。该算法利用混沌变量产生初始粒子群,对子代部分粒子群进行微小扰动,随着搜索过程深入逐步调整扰动幅度,通过调整惯性权重因子克服标准PSO算法的早熟和易陷入局部最优值等缺陷。将混沌粒子群优化算法用于物流配送路径优化,建立了数学模型,在此基础上设计了相应的算法。将该算法和遗传算法、标准粒子群算法进行比较,证明了其收敛速度和寻优能力的优越性。     

基于混沌粒子群优化的支持向量机训练方法

为使粒子群优化算法初始粒子均匀分布在解空间,通过对混沌运动的遍历性和粒子群优化算法中惯性权重的分析,提出一种混沌粒子群算法。该算法对Circle模型进行改进,将其引入粒子群算法中,避免了粒子群算法陷入局部最优。给出应用混沌粒子群算法训练SVM的方法,并将其应用于人脸识别。仿真实验结果表明,改进的CPSO SVM方法比CPSO SVM和PSO SVM方法有更好的识别性能。     

基于混沌粒子群优化算法研究与进展

粒子群算法简单,只需要初等的教学知识就可以理解,但粒子群算法的工作机理到现在还是没有得到彻底而详细的分析研究,它属于一种还在发展的算法,PSO在优化复杂的多峰函数时,常常会陷入到局部极值点等缺点.混沌是存在非线性系统中的一种较为普遍的现象,具有随机性、遍历性和内在规律性的特点,尤其是混沌遍历性的特点,将混沌局部搜索引入到粒子群算法中,提出了混沌粒子群算法,改进了粒子群算法易陷入局部极值的不足,提高了算法的收敛速度,论述了混沌粒子群优化算法的研究与进展.     

改进的混沌粒子群算法在TSP中的应用

针对基本粒子群(PSO)算法不能较好地解决旅行商优化问题(TSP),分析了基本粒子群算法的优化机理,在新定义粒子群进化方程中进化算子的基础上利用混沌运动的随机性、遍历性等特点,提出一种结合混沌优化和粒子群算法的改进混沌粒子群算法.该算法对惯性权重进行自适应调整,引入混沌载波调整搜索策略避免陷入局部最优,形成一种同时满足全局和局部寻优搜索的混合离散粒子群算法,使其适合解决TSP此类组合优化问题.利用MATLAB对其进行了仿真.仿真结果说明此算法的搜索精度、收敛速度及优化效率均较优,证明了此算法在TSP中应用的有效性,且为求解TSP提供了一种参考方法.     

粒子群优化算法简介

介绍了基本PSO算法以及两种典型的改进算法:1)全局邻域模式和局部邻域模式对粒子群优化算法的影响,全局邻域模式粒子群优化算法收敛快,但容易陷入局部极小值;局部邻域模式粒子群优化算法由于粒子倾向于在不同的局部区域搜索因而收敛速度慢,但能在较大程度上避开局部极小值;2)混沌粒子群优化算法,它具有混沌的随机性、遍历性、规律性等特性引导粒子及其组成的群落搜索全局最优解。     

求解整合资源条件下的运输调度问题

针对传统的物流运输调度问题(Vehicle Routing Problem,VRP)中车辆之间不协作会造成资源浪费的情况,提出整合资源条件下的运输调度问题(Vehicle Routing Problem with Integration of resources,VRPIR),建立了相应的数学模型。由于混沌具有良好的遍历性,而粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)具有概念简单,参数少,容易实现等优点,将混沌优化方法引入到粒子群优化算法中,应用混沌粒子群优化算法(Chaos Particle Swarm Algorithm,CPSO)求解VRPIR和VRP,并用CPSO和PSO分别求解VRPIR,实验结果证明该算法优于粒子群优化算法,也证明了提出的VRPIR模型优于VRP,能节省资源,且最小化成本。     

权重自适应调整的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收敛速度慢、易陷入局优的问题,利用混沌算子的遍历性提出了基于惯性权重自适应调整的混沌量子粒子群优化算法。新算法首先引入聚焦距离变化率的概念,将惯性因子表示为关于聚焦距离变化率的函数,从而使算法具有动态自适应性;其次,在算法中嵌入有效判断早熟停滞的方法,一旦检索到早熟迹象,根据构造的变异概率对粒子进行变异使粒子跳出局部最优,从而减少无效迭代。对高维测试函数的实验表明:改进算法的性能优于经典的PSO算法,基于量子行为的PSO算法。     

基于混沌搜索的粒子群优化算法

粒子群优化算法(PSO)是一种有效的随机全局优化技术。文章把混沌优化搜索技术引入到PSO算法中,提出了基于混沌搜索的粒子群优化算法。该算法保持了PSO算法结构简单的特点,改善了PSO算法的全局寻优能力,提高的算法的收敛速度和计算精度。仿真计算表明,该算法的性能优于基本PSO算法。     

基于混沌粒子群算法的无线传感器网络覆盖优化

为了改善传感器节点随机部署时的不合理分布,提高网络覆盖率,以网络覆盖率为优化目标,提出了基于混沌粒子群的无线传感器网络覆盖优化算法。该算法利用混沌运动的遍历性和随机性,克服了粒子群算法后期陷入局部最优的缺点。仿真结果表明,该算法比基本粒子群算法具有更好的覆盖优化效果。     

粒子群优化算法的收敛性分析及其混沌改进算法

分析了粒子群优化算法的收敛性,指出它在满足收敛性的前提下种群多样性趋于减小,粒子将会因速度降低而失去继续搜索可行解的能力;提出混沌粒子群优化算法,该算法在满足收敛性的条件下利用混沌特性提高种群的多样性和粒子搜索的遍历性,将混沌状态引入到优化变量使粒子获得持续搜索的能力.实验结果表明混沌粒子群优化算法是有效的,与粒子群优化算法、遗传算法、模拟退火相比,特别是针对高维、多模态函数优化问题取得了明显改善.     

基于Tent映射的自适应混沌嵌入式粒子群算法

为避免粒子群算法后期出现早熟收敛,提出一种基于Tent映射的自适应混沌嵌入式粒子群算法。将混沌变量嵌入到标准粒子群算法中,且对参数进行自适应调整。算法采用Tent映射生成的混沌序列来取代基本粒子群算法中的随机数,充分利用了混沌运动的随机性、遍历性和规律性;惯性权重和学习因子采用非线性的自适应调整策略;建立平均粒距与适应度方差相结合的早熟收敛判断机制,并且以混沌搜索的方式来跳出局部最优。测试函数仿真结果表明,该算法具有良好的全局搜索能力,寻优精度较高,鲁棒性好。     

基于混沌策略状态转移算法的混沌系统参数辨识*

针对混沌系统的参数辨识是一个多维参数的优化问题,提出了基于混沌策略状态转移算法的混沌系统参数辨识方法。该方法是在初始化时以混沌序列初始化种群,在搜索过程中引入混沌变异机制,利用遍历性对状态进行变异操作,避免了过早收敛,提高了全局搜索能力。利用该算法辨识Lorenz混沌系统参数,并与基本状态转移算法和粒子群算法进行比较。仿真结果表明,在有无噪声干扰的情况下,该算法比粒子群算法和基本状态转移算法具有更好的辨识精度且比粒子群算法具有更好的收敛速度,证明了该算法的有效性和抗干扰性,对混沌理论的发展有重要的意义。     

一种采用完全Logistic混沌的PSO-GA优化方法

为了提高粒子群优化算法的性能,提出了一种完全Logistic混沌粒子群优化与遗传算法的混合优化方法。该方法将具有伪随机性与遍历性特征的Logistic混沌应用到粒子群算法的粒子位置和速度初始化、惯性权重优化、随机常数以及局部最优解邻域点产生的全过程,并在粒子速度和位置更新后再与遗传算法相混合,进行选择和交叉操作。三种典型Benchmark函数的实验结果验证了所提方法的有效性,该方法具有更好的寻优能力与收敛速度。     

改进的变尺度混沌粒子群算法及其应用

针对粒子群算法(PSO)存在局部最优及后期收敛速度慢等问题,提出一种改进的变尺度混沌粒子群算法(IMCPSO).该算法初期,在整个解空间对最优粒子进行变尺度混沌扰动,以防止陷入局部最优;算法后期,则以最优粒子为中心引入变尺度混沌扰动,以提高算法收敛速度.当算法一旦陷入局部最优时,采用混沌粒子替代部分种群粒子以增加粒子多样性,使算法尽快跳出局部最优.基于benchmark测试函数的仿真结果表明,所提算法与基本粒子群算法(SPSO)和变尺度混沌粒子群算法(MCPSO)相比,具有明显好的搜索精度和收敛速度.最后,将该算法应用于电路故障诊断实验中的支持向量机参数优化问题,实验结果说明了其应用价值.     

无线传感器网络覆盖优化仿真研究

研究无线传感器覆盖(WSN)优化问题,由于网络传感器节点分布不均匀,又存在冗余等问题。传统WSN高密度部署方法,节点分布极不均匀,节点覆盖区域之间的重复率高,节点浪费严重,导致网络覆盖率低、成本高。为了提高无线传感器网络的覆盖率,提出一种混沌粒子群优化算法(CPSO)的WSN覆盖优化算法。首先以提高网络覆盖率为优化目标,建立WSN覆盖优化数学模型,然后通过粒子间协作进行求解,并对粒子群混沌扰动,保持粒子多样性,从而得到最优网络覆盖。仿真结果表明,相对于其它覆盖优化算法,CPSO能够以较少传感器节点获得较高网络覆盖率,提高了网络通信效率,降低网络成本。     

基于混沌变异的自适应双粒子群优化

针对粒子群优化在解决高维优化问题时收敛性差、搜索效率不高的问题,在对粒子群优化算法收敛性分析的基础上,提出了混沌变异对极值进行扰动的方法,以增强算法摆脱局部最优解的能力.采用自适应惯性权重和局部邻域搜索保持较高的局部搜索性能,并结合双粒子群协同进化的方法,综合平衡优化算法的全局搜索和局部搜索能力.通过对4个典型测试函数进行的对比实验,表明了所提出的算法能大大提高粒子群优化的搜索效率和收敛精度.     

求解旅行商问题的混合粒子群优化算法

为高效解决旅行商问题,结合光学寻优算法、混沌优化算法、粒子群优化算法,提出了一种新的混合智能优化算法,应用光学寻优算法的优点,为粒子群中粒子找到了一组最优的初始值,引入交换子、交换序列、混沌序列,提出了适合旅行商问题的光学混沌粒子群算——并严格证明了新算法的稳定性、收敛性.数值实验仿真结果表明,该算法收敛速度快、迭代次数少,能快速找到令人满意的最优解,为解决旅行商问题提供了新的思路.     

A self-adaptive embedded chaotic particle swarm optimization for parameters selection of Wv-SVM

Particle swarm optimization (PSO) is a population-based swarm intelligence algorithm driven by the simulation of a social psychological metaphor instead of the survival of the fittest individual. Based on the chaotic system theory, this paper proposes new PSO method that uses chaotic mappings for parameter adaptation of Wavelet v-support vector machine (Wv-SVM). Since chaotic mapping enjoys certainty, ergodicity and the stochastic property, the proposed PSO introduces chaos mapping using logistic mapping sequences which increases its convergence rate and resulting precision. The simulation results show the parameter selection of Wv-SVM model can be solved with high search efficiency and solution accuracy under the proposed PSO method.