求解矩阵特征值和特征向量的PSO算法

提出一种基于粒子群优化算法的求解方法,将线性方程组的求解转化为无约束优化问题加以解决,采用粒子群优化算法求解矩阵特征值和特征向量。仿真实验结果表明,该方法求解精度高、收敛速度快,能够在10代左右收敛,可以有效获得任意矩阵的特征值和特征向量。     

矩阵特征值估计的粒子群优化算法

利用Gersehgorin圆盘定理与矩阵特征值的性质,将特征值的求解问题转化为最优化问题.借助粒子群优化算法与二分法思想,精确地估计了实(复)方矩阵的全体特征值,并与Matlab软件中基于QR算法设计的特征值求解函数eig的计算结果作对比,绝对误差达到10-7数量级以上.同时,也解决了特征值分离度的估计问题.     

基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划

针对在复杂地形中标准的粒子群算法用于矿井搜救机器人路径规划存在迭代速度慢和求解精度低的问题,提出了一种基于双粒子群算法的矿井搜救机器人路径规划方法。首先将障碍物膨胀化处理为规则化多边形,以此建立环境模型,再以改进双粒子群算法作为路径寻优算法,当传感器检测到搜救机器人正前方一定距离内有障碍物时,开始运行双改进粒子群算法:改进学习因子的粒子群算法(CPSO)粒子步长大,适用于相对开阔地带寻找路径,而添加动态速度权重的粒子群算法(PPSO)粒子步长小,擅长在障碍物形状复杂多变地带寻找路径;然后评估2种粒子群算法得到的路径是否符合避障条件,若均符合避障条件,则选取最短路径作为最终路径;最后得到矿井搜救机器人在整个路况模型中的最优行驶路径。仿真结果表明,通过改进学习因子和添加动态速度权重提高了粒子群算法的收敛速度,降低了最优解波动幅度,改进的双粒子群算法能够与路径规划模型有效结合,在复杂路段能够寻找到最优路径,提高了路径规划成功率,缩短了路径长度。     

基于几何变换的MAGA求解多纳什均衡

针对粒子群优化PSO早熟收敛而且只能寻找一个极值的问题,提出基于几何变换的MAGA混合智能算法,并应用于博弈论求解多纳什均衡问题。算法由粒子群优化和禁忌搜索TS算法构成,对粒子群优化的改进包括对粒子运动松散控制和引入遗传算法GA增强粒子多样性;禁忌搜索算法对邻域空间深度搜索;引入Deflection-Repulsion几何变换对目标函数进行动态变换使算法能够寻找多极值。仿真结果表明,该算法在多纳什均衡求解问题表现突出,寻优速度快,准确率高,可扩展到其他多模态多极值问题领域。     

基于混合粒子群算法的高维优化问题求解

为解决高维复杂函数的优化问题，克服标准粒子群算法早熟收敛、局部搜索能力弱等缺点，在标准粒子群优化算法中融合了遗传算法的设计思想，提出了一种新颖的混合粒子群算法。高维函数个别维上的差解导致算法最终无法找到全局最优解，而通常的优化算法很难寻找到每一维上的最佳值。受遗传算法思想的启发，在粒子的进化过程中，通过对最优粒子的每一维进行评价，找到导致最终解质量差的维度，对其维上的数据进行变异，进而有针对性地改进，寻找到每一维上的最佳位置。对典型高维复杂函数的仿真表明：算法在求解质量和求解速度两方面都得到了好的结果。     

改进的粒子群算法在动态OD矩阵反推中的应用

针对粒子群算法存在收敛速度慢和局部最优的问题,引入粒子间相对位置改进基于抗体浓度的概率选择公式,提出了一种带免疫机理的改进粒子群算法。粒子不仅根据个体极值和全局极值更新速度和位置,而且按一定概率以轮盘赌法选择某个粒子进行学习,以保持种群多样性,防止出现早熟停滞现象。并将其用于由路段流量反推OD矩阵的极大熵模型求解研究中,以重庆市某交叉路口为实例进行实验,结果表明：粒子群算法推算OD矩阵是有效、可行的,可以克服牛顿法严格依赖初始值的缺点;改进的粒子群算法比基本粒子群算法和基本遗传算法具有更好的全局寻优能力。     

基于改进PSO算法的机动通信保障任务分配方法

针对机动通信保障问题建立任务分配模型,结合梯度下降法提出一种基于改进粒子群算法(TSPSO)的任务分配模型求解方法.在TSPSO算法中增加判断极值陷阱、粒子二次搜索、设定禁忌区域、粒子淘汰与生成4个部分,并将TSPSO算法与其他4种改进PSO算法应用于四种典型测试函数的优化.结果表明,TSPSO算法收敛精度更高、收敛速度更快.在基于TSPSO算法的任务分配模型求解方法中,基于各机动通信保障单元到不同通信地点分配概率的思想对粒子群进行编码和解码,提高模型求解效率.仿真结果表明,TSPSO算法能够快速寻找到机动通信保障任务最优分配方案.     

基于粒子群优化的工频干扰消除算法*

提出了一种基于粒子群优化的消除微弱信号采集过程中工频干扰的算法。通过人工构造观测信号,使系统模型符合盲源分离的数学模型要求。使用信号的四阶累积量作为信号独立性的判据,利用粒子群优化算法寻找使判据最大化的分离矩阵,进而消除被采集信号中的工频干扰。在粒子群优化算法的求解过程中,采用将对分离矩阵的直接辨识转换成对一系列Givens矩阵的辨识方法,从而减少了算法中对未知元素辨识的数量,避免反复白化过程,有效降低了算法的计算量,克服了粒子群优化过程中容易早熟收敛的问题。仿真结果表明,本算法在保护有用信号的前提下,能     

基于改进混沌粒子群优化算法的聚丙烯生产调优

通过算法混合提出了一种改进混沌粒子群优化算法。将混沌搜索融入到粒子群优化算法中,建立了早熟收敛判断和处理机制,显著提高了优化算法的局部搜索效率和全局搜索性能。将改进混沌粒子群优化算法应用于聚丙烯生产调优中,首先建立了聚丙烯最优牌号切换模型,然后采用改进混沌粒子群优化算法求解该最优牌号切换模型。优化结果:表明,与常规混沌粒子群优化算法相比,改进混沌粒子群优化算法具有更佳的优化效率和全局性能。     

机器人逆运动学差分自适应混沌粒子群求解

采用D-H法通过连杆坐标系变换矩阵建立机械臂运动控制模型,该模型呈现非常严重的非线性特性,传统方法难以求解。由于动态差分算法具有很强的全局搜索能力,而粒子群算法具有精确的局部搜索能力的特点,融合改进的动态差分算法和粒子群算法,并引入混沌映射初始种群和粒子群学习因子与惯性权重的自适应算法,提出多子群分层差分自适应混沌粒子群算法。该算法采用的多子群分层结构能提升个体共享群体信息的能力,底层利用动态差分算法进行全局搜索,顶层精英群利用改进的粒子群算法进行局部搜索。仿真试验和实际应用表明该算法在稳定性、搜索成功率以及收敛精度有显著提高,能有效解决机器人逆运动学模型的求解。     

支持向量机算法多目标模型选择

为适应支持向量机（Support Vector Machine,SVM）算法应用过程中的不同性能指标要求,将SVM算法的模型选择问题作为一个多目标优化（Multi-Object Optimization,MOO）问题进行处理。以改进的粒子群优化（Particle Swarm Optimization,PSO）算法对该多目标优化问题进行求解,得到其Pareto解集,在具体应用中根据实际需要从Pareto解集中选择适合的最优解作为支持向量机算法参数,实现支持向量机算法的模型选择。在几个数据集上的仿真实验表明,该方法能够较快地得到Pareto解集,解集中的参数组合能够满足对支持向量机算法速度和泛化能力的不同要求。     

二次微粒群算法及其参数自适应策略

在对标准微粒群算法进行分析的基础上,提出了一种二次微粒群算法,并在对二次微粒群算法和标准微粒群算法进行比较分析的基础上给出了二次微粒群算法的参数自适应方案。通过对典型测试函数进行仿真,结果表明二次微粒群算法比标准微粒群算法的性能有很大提高,说明了二次微粒群算法是可行的。另外,将参数自适应时的结果同参数固定时的结果相比较,结果表明算法性能有很大提高,说明了该方案的正确性和有效性。     

Real-time stochastic optimal control for traffic signals of multiple intersections

In this paper, a real-time stochastic optimal control method of traffic signal is modified. In addition, H-GA-PSO algorithm is proposed to search optimal traffic signals based on the stochastic model. The H-GA-PSO algorithm is a modified Hierarchical Particle Swarm Optimization (H-PSO) algorithm based on Genetic Algorithm (GA) processing. Finally, the effectiveness of the stochastic optimal control method with H-GA-PSO algorithm is shown through simulations at multiple intersections using a micro-traffic simulator.     

基于“Stretching”技术的QPSO算法

基于量子行为的粒子群优化算法(QPSO)是一种随机的全局优化搜索新方法。文章系统的介绍了PSO算法、QPSO算法和“Stretching”技术。在对QPSO算法和基于“Stretching”技术的PSO算法分析的基础上,提出了基于“Stretch-ing”技术的QPSO算法。然后用标准测试函数对新算法进行了实验。实验结果表明,新算法在解的收敛性和稳定性等方面优于基于“Stretching”技术的PSO算法。     

基于食物链机制的动态多物种粒子群算法

针对粒子群优化(PSO)算法在解决多峰函数时容易陷入局部最优的问题,提出了一种基于食物链机制的动态多物种粒子群(DSPSO)算法。受生物界的启发,引入食物链机制来保证种群的多样性,并结合繁殖机制使得算法具有良好的优化性能。食物链机制中,整个标榜群被分为几个子种群,每个子种群都能够捕食另外一个子种群。通过一定概率发生的捕食现象使得标榜群得以进化,剔除对种群贡献小的粒子,并通过繁殖策略生成新的粒子。种群通过不断地进化保证了种群的多样性,同时通过剔除较差粒子的误导作用使算法的进化更有效率。为了验证算法的有效性,选择了包括偏移函数、旋转函数在内的10个测试函数来测试DSPSO算法的性能。实验结果表明DSPSO算法有着良好的寻优性能。与PSO、局部版本的粒子群(LPSO)算法、动态多群粒子群(DMS-PSO)算法和全面学习粒子群(CLPSO)算法相比,DSPSO算法不仅能够得到较高精度的解,而且还具有较高的可信度。     

基于动态概率变异的Cauchy粒子群优化

介绍了标准粒子群优化（SPSO）算法,在两种粒子群改进算法Gaussian Swarm和Fuzzy PSO的基础上提出了Cauchy粒子群优化（CPSO）算法,并将遗传算法中的变异操作引入粒子群优化,形成了动态概率变异Cauchy粒子群优化（DMCPSO）算法。用3个基准函数进行实验,结果表明,DMCPSO算法性能优于SPSO和CPSO算法。     

粒子群退火算法优化的BP神经网络及其应用

以提高预测软件老化趋势为应用背景,提出一种新型粒子群退火算法(New Particle Swarm Annealing Algorithm, NPSOSA)优化BP神经网络的权值和阈值,继而构建NPSOSA-BP神经网络预测模型.实验通过搭建软件老化测试平台,收集所需的老化数据并进行仿真训练.实验结果表明, NPSOSA-BP神经网络模型相比于传统粒子群算法(PSO)、传统粒子群退火算法(PSOSA)优化的BP神经网络模型提高了预测精度和适用度,在该应用领域验证了本文方法的有效性.     

改进PSO算法优化LSSVM模型的短期客流量预测

旅游客流量的准确预测为旅游目的地资源优化配置、景区战略计划制定提供有效依据。为了提高景区日客流量的预测精度,提出基于改进粒子群算法（Particle Swarm Optimization,PSO）优化最小二乘支持向量机（Least Squares Support Vector Machine,LSSVM）的预测方法,针对PSO算法的惯性权重在采取线性递减策略时不能满足粒子寻优非线性变化的缺陷,从种群中粒子的聚合程度以及种群进化中粒子适应度同惯性权重的关系出发,利用对数函数非线性变化的特性,提出基于对数函数的惯性权重自适应调整方法（Adaptive Logarithmic Particle Swarm Optimization,ALPSO）。通过改进的PSO算法优化LSSVM的参数,建立山岳型风景区日客流量的预测模型。以黄山风景区2012-2015年景区每日上山人数为例,实验结果证明,与基于标准PSO算法、正弦粒子群算法（Sinusoidal Particle Swarm Optimization,SPSO）和高斯粒子群算法（Gaussian Particle Swarm Optimization,GPSO）优化的LSSVM模型相比,ALPSO-LSSVM模型的预测性能更好,是准确预测景区日客流量的有效方法。     

基于排斥技术的QPSO算法在纳什均衡中的应用

基于量子行为的粒子群优化算法(QPSO)是一种随机的全局优化搜索新方法。文章系统地介绍了PSO算法、QPSO算法和“repulsion”技术。在对QPSO算法和基于“repulsion”技术的PSO算法分析的基础上,提出了基于“repulsion”技术的QPSO算法。将该算法用于求解混合纳什均衡。实验表明,新算法在解的收敛性和稳定性等方面优于QPSO算法。     

改进粒子群算法在支持向量机训练中的应用

训练支持向量机需要求解二次规划问题,LPSO算法对于求解含线性约束优化问题是一种直观、简单的方法。改进后的LPSO算法较好的解决了早熟收敛问题。对谷氨酸发酵过程建模的实验表明本文提出的方法训练精度高,泛化能力强。