多目标优化问题的粒子群算法仿真研究*

研究了一种用于求解多目标优化问题的粒子群算法(CMMOPSO)。该算法采用外部存档存储每一代产生的非劣解, 并且采用拥挤距离来维持外部存档规模, 同时提出一种新的全局最优粒子的选取策略(基于拥挤距离和收敛性距离)来提升粒子向Pareto前沿飞行的概率;为提升种群跳出局部最优解的能力, 以一定的概率对外部存档中粒子进行变异操作。通过典型的多目标测试函数对提出的算法进行检测, 结果表明,CMMOPSO算法在求解多目标问题上有一定的优势。因此, CMMOPSO可以作为求解多目标优化问题的有效算法。     

混合分解的多目标粒子群优化算法

针对多目标粒子群算法全局最优值的选取缺陷以及多样性保留缺陷,提出了一种基于分解和拥挤距离的多目标粒子群优化算法(Smoeadpso).算法采用切比雪夫分解机制,将邻居向量对应的子问题的中的最优解来作为某个粒子全局最优值的候选解了更有效限制粒子飞行速度以避免粒子飞行超出解空间界限,引入了新的速度限制因子维持了种群多样性.本文算法与经典的多目标进化算法在10个测试函数上的对比结果表明, Smoeadpso求得的Pareto解集与真实Pareto解集的逼近程度有明显提升并且对于3目标问题求解的均匀性也比同类粒子群算法优秀.     

一种分阶段的改进多目标粒子群优化算法

在多目标优化问题求解上,粒子群优化算法存在所得最优解集精度不足、分布不够均匀的缺点,针对上述问题,提出了一种多种群分阶段的多目标粒子群优化算法.算法对外部档案个体采取多种算子进行处理以提高解集的收敛精度,引入简化粒子群优化模型使算法更适应多目标优化问题的求解,通过分阶段选取领导个体以及分阶段采取不同策略对非支配解集进行维护以维持解分布均匀性的同时提高收敛速度,重点改善高维多目标优化问题的解集分布均匀性.实验结果表明,改进算法所得的非支配解集具有更好的分布均匀性和收敛精度.     

空间数据关联的多目标粒子群优化算法

提出一种空间联合概率数据关联的多目标粒子群优化(DS-MOPSO)算法。采用正态分布确保初始样本均匀分布,通过采用拥挤距离和先验概率采样确立外部归档中非支配解的拥挤度来保持解的多样性;采用Sigma方法作为选择精英粒子策略寻找全局最优解;利用空间联合概率数据关联动态生成每个粒子的惯性权值,增强粒子的搜索区域,防止算法陷入局部最优。仿真实验结果表明,采用所提出的算法所得到的Pareto解集具有很好的收敛性和多样性。     

带两类正态变异的多目标粒子群算法

提出一种带两类正态变异的多目标粒子群算法,其中一类变异有助于在非劣解的邻域内发现新的非劣解,另一类变异可以分散粒子群.将搜索过程分为3个阶段,在每个阶段引导粒子的选择采用不同的针对性策略.数值结果表明,所提出的算法能够显著提高解的多样性和收敛性.     

自适应进化多目标粒子群优化算法

提出一种自适应进化粒子群优化算法以求解多目标优化问题．采用非支配排序策略和动态加权法选择最优粒子,引导种群飞行,提高Ｐａｒｅｔｏ解的多样性．采用动态惯性权重,提高其全局寻优能力．当种群的寻优能力减弱时,采用变异操作以引导粒子群跳出局部最优．通过ＺＤＴ１～ＺＤＴ４ 基准函数验证,该算法能够在保持优化解多样性的同时实现较好的收敛性．与其他多目标进化算法和多目标粒子群优化算法相比,该算法具有较好的性能．     

基于自适应进化学习的约束多目标粒子群优化算法

针对约束边界粒子在边界区域搜索能力不足的问题,提出一种基于自适应进化学习的约束多目标粒子群优化算法。该算法根据不符合约束条件粒子的约束违反程度,修正优化算法的进化学习公式,提高算法在约束边界区域的搜索能力;通过引入一种基于拥挤距离的Pareto最优解分布性动态维护策略,在不增加算法复杂度的前提下改进Pareto前沿的分布性。实验结果表明,所提出的算法可以获得具有更好收敛性、分布性和多样性的Pareto前沿。     

基于自适应拥挤网格的多目标粒子群算法

粒子群算法求解多目标问题极易收敛到伪Parct。前沿(等价于单目标优化问题中的局部最优解),并且收敛速度较慢。鉴于此,提出一种基于自适应拥挤网格的多目标粒子群算法(ACG-MOPSO)。其特点包括:利用自适应网格和拥挤距离确定外部存档中粒子的密度,并利用密度信息维持外部存档的规模;利用外部存档中非劣解的密度和拥挤距离信息确定全局最优粒子,提升粒子向Parcto前沿收敛的概率。模拟结果表明该算法在求解多目标问题上要优于其它算法。     

多目标优化的粒子群算法研究

本文介绍了粒子群优化算法PSO中的多目标优化的粒子群算法及其应用,并将其运用在防守对方多个前锋球员的进攻威胁,以粒子群算法随机性来适应不断变化的形势。     

基于档案交叉的动态多目标粒子群优化算法

为保证在动态环境中及时跟踪到最新的真实Pareto前沿,保持解集的均匀性,提出一种基于档案交叉的动态多目标粒子群优化算法。着重利用保存在外部档案的最新非劣解,对这些非劣解进行交叉操作以增加种群的多样性,促进档案中个体信息的交流;提出一种高效的欧氏拥挤距离策略,并将其应用于对外部档案的维护;修改粒子群算法模型使之更适用于动态多目标优化。实验结果表明,该算法能适应动态环境,快速跟踪动态Pareto面,解集均匀性良好。     

多模式多资源均衡及基于动态种群的多目标微粒群算法

研究了多模式多资源均衡问题,该问题需要动态选取每项任务的执行模式,并综合考虑项目截止日期和资源限额等约束.将种群竞争模型嵌入到基于 Pareto 的向量评价微粒群算法(VEPSO-BP)中,提出了一种新的基于动态种群的多目标微粒群算法(MOPSO-DP).通过实例测试了 MOPSO-DP 的性能,并与 VEPSO-BP 进行了对比.实验结果表明, MOPSO-DP 能取得更为丰富且优化效果更好的 Pareto 非支配解.     

拥挤距离排序的多目标文化粒子群优化算法

为解决工程优化设计问题,引入文化进化框架,提出一种拥挤距离排序的多目标文化粒子群算法.采用拥挤距离排序算子,并删除密集区域的多余粒子,以保证Pareto前沿的分布均匀性;基于拥挤距离值,从精英知识和条件知识中选择处于最分散区域的粒子,并将其分别作为全局和局部最优,以增强算法全局寻优能力;依据拥挤距离的变化,动态调整粒子群飞行参数,以提高算法收敛效率.通过标准测试问题以及与其他算法的对比,表明了所提出算法的有效性和鲁棒性.     

基于拥挤距离的动态粒子群多目标优化算法

提出了一种改进的基于拥挤距离的动态粒子群多目标优化算法。为提高粒子的全局搜索能力,提出了新的动态变化惯性权重和加速因子的方法。引进了拥挤距离排序方法维护外部精英集和更新全局最优值。为保持非劣解的多样性,采用了小概率变异机制,并根据种群的大小选择不同的变异概率。最后,把算法应用到5个典型的多目标测试函数并与其他算法进行比较。实验结果表明,该算法所得的Pareto解集有很好的收敛性和多样性。     

一种新的多目标粒子群优化算法

论文提出了一种基于拥挤度和动态惯性权重聚合的多目标粒子群优化算法,该算法采用Pareto支配关系来更新粒子的个体最优值,用外部存档策略保存搜索过程中发现的非支配解;采用适应值拥挤度裁剪归档中的非支配解,并从归档中的稀松区域随机选取精英作为粒子的全局最优位置,以保持解的多样性;采用动态惯性权重聚合的方法以使算法尽可能地逼近各目标的最优解。仿真结果表明,该算法性能较好,能很好地求解多目标优化问题。     

A hybrid particle swarm approach based on Tribes and tabu search for multi-objective optimization

Tuning the parameters of any evolutionary algorithm is considered as a very difficult task. In this paper, we present a new adaptive multi-objective technique which consists of a hybridization between a particular particle swarm optimization approach (Tribes) and tabu search (TS) technique. The main idea behind this hybridization is to combine the rapid convergence of Tribes with the high efficient exploitation of a local search technique based on TS. In addition, we propose three different places where the local search can be applied: TS applied on the particles of the archive, TS applied only on the best particle of each tribe and TS applied on each particle of the swarm. The aim of those propositions is to study the impact of the place where the local search is applied on the performance of our hybridized Tribes. The mechanisms proposed are validated using 10 different functions from specialized literature of multi-objective optimization. The obtained results show that using this kind of hybridization is justified as it is able to improve the quality of the solutions in the majority of cases.     

一种基于相角映射的改进多目标粒子群优化算法

提出一种相角粒子群优化算法求解多目标优化问题。该算法采用相角映射实现了粒子在相角空间上仅依赖于归一化多目标函数的快速搜索,在粒子飞行信息共享机制上引入共享池概念,提出基于关联支配排序和相似度排序的共享池更新策略,提高了Pareto解的多样性。采用Sigma领导策略和混沌变异操作,平衡了算法的快速搜索能力和全局寻优能力。标准多目标测试函数和电力系统广域阻尼控制多目标优化算例表明了所提出算法的可行性和有效性。     

A hybrid multi-objective tour route optimization algorithm based on particle swarm optimization and artificial bee colony optimization

Computational intelligence techniques have widespread applications in the field of engineering process optimization, which typically comprises of multiple conflicting objectives. An efficient hybrid algorithm for solving multi-objective optimization, based on particle swarm optimization (PSO) and artificial bee colony optimization (ABCO) has been proposed in this paper. The novelty of this algorithm lies in allocating random initial solutions to the scout bees in the ABCO phase which are subsequently optimized in the PSO phase with respect to the velocity vector. The last phase involves loyalty decision-making for the uncommitted bees based on the waggle dance phase of ABCO. This procedure continues for multiple generations yielding optimum results. The algorithm is applied to a real life problem of intercity route optimization comprising of conflicting objectives like minimization of travel cost, maximization of the number of tourist spots visited and minimization of the deviation from desired tour duration. Solutions have been obtained using both pareto optimality and the classical weighted sum technique. The proposed algorithm, when compared analytically and graphically with the existing ABCO algorithm, has displayed consistently better performance for fitness values as well as for standard benchmark functions and performance metrics for convergence and coverage.     

一种多目标粒子群改进算法的研究

针对多目标粒子群优化过程中的粒子飞行偏向性和多样性损失问题,提出一种基于最大最小适应函数的改进算法．该算法在最大最小适应函数的计算中引入了函数相对值算法和ε-支配的概念,并提出了变ε-支配的策略,改进了最大最小适应函数的计算方法,解决了粒子飞行过程中的偏向性和多样性损失问题,加快了算法的收敛速度．将该改进算法应用于直流变频压缩机启动时峰值电流和启动转速的优化问题,应用结果表明该算法收敛速度快且效果良好．