基于改进粒子群优化算法的PID控制器参数整定

针对标准粒子群优化算法优化PID控制器参数存在的早熟以及陷入局部最优等问题,引入粒子二阶振荡环节、反向学习、自适应惯性权重,并结合设计的惯性权重动态调整策略、粒子越界随机反射墙,提出一种新型分阶段迭代的改进粒子群优化算法。在6个标准测试函数上进行测试,其性能相比于一些已有的改进粒子群优化算法更加优秀。将这些算法用于自动电压调节器系统的PID控制器参数整定,仿真结果表明,所提出的改进粒子群优化算法整定的PID控制器的控制效果更好。     

基于改进粒子群算法的BP算法的研究

针对BP算法的缺陷以及标准粒子群算法优化BP网络权值的不足,为了提高算法的全局搜索能力,提出了基于自适应动态调整惯性权重的粒子群算法的BP网络算法.算法根据适应度值的改变情况来调整惯性权重,使惯性权重的改变不依赖于最大迭代次数和当代迭代次数,从而使整个网络具有较快的收敛速度和较小的误差.将算法应用于海参疾病的诊断中.实验发现,基于自适应动态调整惯性权重的粒子群算法的BP算法比基本粒子群算法的BP算法收敛速度快,算法的准确率也比较高,同时改进算法训练的BP网络也比基本粒子群算法训练的BP网络稳定.仿真证明,自适应动态调整惯性权重的粒子群算法对BP算法的优化优于基本粒子群算法.     

融合隶属度函数的自适应惯性权重模式的粒子群优化算法

粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的性能极大地依赖于其惯性权重参数的选择策略。当在一次迭代中更新粒子速度时,PSO忽略了粒子间的差异,在所有粒子上应用了相同的惯性权重。针对这一问题,提出一种自适应惯性权重的粒子群算法PSO-AIWA,有效合理地均衡PSO的全局搜索和局部搜索能力。根据当前粒子与全局最优粒子间的差异,算法可以通过基于粒子间距的隶属度函数动态调整粒子的惯性权重,使得每次迭代中,粒子可以根据当前状态在每个维度上的搜索空间内选择合适的惯性权重进行状态更新。在6种基准函数下进行了算法的性能测试,结果表明,与随机式惯性权重PSO算法与线性递减惯性权重PSO-LDIW算法相比,该算法可以获得更好的粒子分布和收敛性。     

一种自适应混合粒子群优化算法及其应用*

为提高粒子群算法的寻优精度,提出一种将单纯形法(SM)和粒子群(PSO)算法相结合的自适应混合粒子群优化(AHPSO)算法,该算法根据进化需要动态调整粒子的惯性权重,并在进化停滞时使用SM优化。通过仿真实验证明了AHPSO的寻优性能优于SPSO和SMPSO。将AHPSO用于某航空发动机的PID参数优化,其整定性能优于现有的工业方法和其他PSO算法。     

基于亲和力的动态自适应粒子群算法

针对惯性权重线性递减粒子群算法(LDWPSO)不能适应复杂的非线性优化搜索过程的问题,提出了一种动态改变惯性权重的自适应粒子群算法(DCWAPSO),在该算法中引入亲和力的概念,并根据它对粒子群算法搜索能力的影响,将惯性因子表示为亲和力的函数在。每次迭代时算法可根据当前粒子群亲和力的大小动态地改变惯性权重,从而使算法具有动态自适应性。对六个典型函数的测试结果表明,DCWAPSO算法的收敛速度明显优于LDWPSO算法,收敛精度也有所提高。     

一种非线性系数的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization-PSO）存在算法初期容易陷入局部极值、进化后期收敛速度慢和精度低的缺点,提出了一种用非线性函数调整惯性权重和加速系数的粒子群优化算法（nfPSO）。nfPSO通过一个与当前迭代次数相关的非线性函数控制惯性权重和加速系数,从而提高了算法的收敛速度与精度。通过与两个算法对三个基准测试函数的仿真实验结果对比,说明了nfPSO算法具有良好的收敛速度与精度。     

基于高斯扰动和自然选择的改进粒子群优化算法

为了有效地平衡粒子群算法的全局与局部搜索性能,提出一种基于高斯扰动和自然选择的改进粒子群优化算法。该算法在采用简化粒子群优化算法的基础上,考虑到个体最优粒子间的相互影响,使用所有融入高斯扰动的个体最优的平均值代替每个粒子的个体最优值,并且借鉴自然选择中适者生存的进化机制提高算法优化性能;同时通过含有惯性权重停止阈值的自适应调节余弦函数递减策略来实现对惯性权重的非线性调整并采用异步变化调整策略来改善粒子的学习能力。仿真实验结果表明,所提算法在收敛速度和精度等方面均有提高,寻优性能优于近期文献中的几种改进的粒子群优化算法。     

自适应惯性权重的分组并行粒子群优化算法

针对岛屿模型的并行粒子群算法没有根本改变粒子速度更新的问题,提出一种自适应惯性权重的分组并行粒子群优化算法。该算法在迭代过程中能自适应地选择加入分组的数量,同时对各组粒子的惯性权重按照组内最优位置的变化进行自适应调整。各组运用多线程技术并行处理,粒子间采用新的信息共享的方式。仿真结果证实,该算法具有较高的收敛速度和收敛精度。     

基于粒子群与支持向量机的隧道变形预测模型

针对粒子群算法易早熟且在算法后期易在全局最优解附近产生振荡现象,提出一种自适应调整惯性权重的优化粒子群算法。该算法引入双曲线正切函数的非线性变化思想,使惯性权重随着迭代次数的增加产生自适应调整,有利于增强粒子搜索能力及收敛速度,不易陷入局部极值点。将该算法应用于基于支持向量机的隧道变形预测模型中,对预测模型的超参数进行优化,并利用稳态与非稳态两组实测工况数据对组合算法进行工程测试,结果表明采用SaωPSO＋SVM算法可有效提高预测模型的计算精度,增强其鲁棒性,有助于隧道变形的工程建模。     

改进粒子群优化算法在[GM(1,1,λ)]模型上的应用

提出了一种带有动态自适应惯性权重和随机变异策略的粒子群优化算法．在每次迭代时,算法可根据粒子的适应度变化动态改变惯性权重,从而使算法具有动态自适应性。当用早熟判断机制判断算法陷入早熟收敛时,采用随机变异策略使其跳出局部最优。将改进的算法应用于GM(1,1,λ)模型的求解,具体实例表明改进的粒子群优化算法能够显著提高GM(1,1,λ)模型的精度。     

改进粒子群算法整定PID参数研究

PID控制器的性能取决于其控制参数的组合,针对其参数的整定和优化问题,提出了应用一种改进的粒子群优化算法,该算法借鉴了遗传算法的杂交机制,并采用惯性权值的非线性递减策略,用以加速算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力。将该算法应用于一个二阶系统的PID控制器参数的优化。仿真结果表明该改进的粒子群算法具有比传统粒子群算法和遗传算法更好的优化效果,具有一定的工程应用前景。     

基于改进粒子群算法的中药提取过程PID优化控制

提出了一种适合于中药提取过程的基于改进粒子群算法的PID优化控制方法;针对粒子群算法存在早熟和局部收敛的问题对算法进行了改进,采用一种非线性动态自适应方法作为惯性因子权值调整策略,使惯性权值随粒子目标值的变化而自动改变;将该法应用于中药提取温度控制系统PID控制器参数优化设计,首先利用广义Hermite-Biehler定理计算控制对象的PID控制器参数稳定域;然后在参数稳定域范围内采用改进粒子群算法寻优得到了满足指定性能指标(ITAE)最小的最佳控制器参数值;最后针对中药提取工段的温度控制二阶时滞系统进行了仿真,验证了该方法的有效性。     

基于四旋翼无人机的粒子群PID控制研究

针对四旋翼无人机PID控制中,凭借经验知识和仿真调试来选取比例、积分、微分等参数时存在盲目性的问题,提出了利用改进后的粒子群算法对PID控制器进行优化的方法.采用自适应惯性权重的方法对粒子群进行优化能够避免在刚开始就陷入局部最优的困境,同时选用ITAE准则作为改进粒子群算法的适应度,以此达到更好的控制效果.通过MATL...     

改进的粒子群算法在轧制负荷分配中的优化

针对带钢热连轧精轧机组中负荷分配的优化问题,提出一种基于经验的自适应双层粒子群优化算法(ADLPSO-EM)。每次种群迭代后,对记忆群体通过改进的更新公式进行更新。利用改进的自适应调整惯性权重的策略充分增强种群的多样性,提高全局搜索能力。最后,在将其应用于热连轧负荷分配问题时,通过以经验法得到的值产生一个搜索邻域,并通过变邻域求出最后的负荷分配。仿真结果表明,改进的算法对负荷分配优化具有明显的效果。     

独立自适应调整参数的粒子群优化算法

针对传统粒子群优化算法在求解复杂优化问题时易陷入局部最优和依赖参数的取值等问题,提出了一种独立自适应参数调整的粒子群优化算法。算法重新定义了粒子进化能力、种群进化能力以及进化率,在此基础上给出了粒子群惯性权重及学习因子的独立调整策略,更好地平衡了算法局部搜索与全局搜索的能力。为保持种群多样性,提高粒子向全局最优位置的收敛速度,在算法迭代过程中,采用粒子重构策略使种群中进化能力较弱的粒子向进化能力较强的粒子进行学习,重新构造生成新粒子。最后通过CEC2013中的10个基准测试函数与4种改进粒子群算法在不同维度下进行测试对比,实验结果验证了该算法在求解复杂函数时具有高效性,通过收敛性分析说明了算法的有效性。     

自适应简化粒子群优化算法及其应用

针对粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）寻优速度慢、收敛精度不高且搜索结果波动性较大的缺点，提出了一种自适应简化粒子群优化算法（Self-Adjusted Simplified Particle Swarm Optimization，SASPSO）。在每次迭代过程中，粒子只受全局最优解影响，且加入按一定规律分布的锁定因子，令粒子受影响的程度有规律性。同时，利用锁定因子和当前粒子位置令惯性权重自适应配置，更有效地利用惯性权重对粒子群优化算法的影响。引入4种近期提出的改进粒子群算法同时搜索不同维度时的18个基准函数，与SASPSO的搜索结果对比，并使用T-test进行差异性分析。为了进一步分析算法性能，统计5个改进算法搜索100维函数达到期望值时的成功率与平均迭代次数。实验结果证明，SASPSO在无约束问题寻优中的收敛速度、寻优精度有了明显提升，且搜索结果异常值较少，波动性弱。将SASPSO应用于机床主轴结构参数优化问题，结果显示SASPSO优化性能更好。     

基于灰关联分析方法

针对一致关联度算法不具有普遍性和动态改变惯性权的自适应粒子群算法(DCW)不易跳出局部收敛能力的缺陷,本文提出了完全关联度算法和自适应变异的动态粒子群优化算法。完全关联度算法主要用来选择软测量的辅助变量。在改进的粒子群优化算法中,除了采用动态惯性权重外,还引入了自适应学习因子和新的变异算子。为了构造一种性能较好的神经网络,采用改进的粒子群优化算法来优化神经网络所有的权值参数,并将提出的软测量建模方法预测延迟焦化的汽油干点,实验结果表明,与DCW算法优化神经网络(DCWNN)的建模方法相比,该算法不仅具有较好的泛化性能,而且具有较高的精度和良好的应用前景。     

一种动态调整惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子收敛速度慢、搜索精度不高和算法性能在很大程度上依赖于参数的选取等缺点,提出了一种非线性指数惯性权重粒子群优化算法(Exponential Inertia Weight in Particle Swarm Optimization,EIW-PSO)。在每次迭代的过程中, 采用粒子最大适应值和最小适应值的指数函数来动态调整 算法中的惯性权重,更有利于算法在寻优过程中跳出局部最优;同时,引入随机因子以确保种群的多样性,使粒子更快地收敛到全局最优位置。为了验证该算法的寻优性能,通过8个基准测试函数将标准PSO、线性递减惯性权重LDIW-PSO、均值自适应惯性权重MAW-PSO在不同维度和种群规模下进行测试比较。实验结果表明,提出的EIW-PSO算法具有更快的收敛速度和更高的求解精度。     

基于改进PSO和BP混合优化算法的炉温控制系统研究

针对工业生产中电阻炉温度控制系统所存在的大惯性、大滞后等问题,提出一种应用于电阻炉炉温的基于改进粒子群(PSO,particle swarm optimization)算法的模糊RBF-PID控制策略.在该控制系统中,采用引入惯性权重因子和遗传变异算子的改进粒子群算法对模糊RBF(径向基函数)隶属度函数的初始值进行优化,再用BP(误差反向传播)算法进行细调,并结合模糊推理和RBF学习能力在线调整PID控制参数,从而达到最优的PID控制效果.仿真结果表明,该算法跟踪快、超调小、不易陷入局部极小值,同时鲁棒性和抗干扰性优于传统PID控制.     

CW-PSO及其在古建筑传感器优化配置中的应用研究

针对粒子群优化算法容易陷入早熟收敛以及全局搜索和局部搜索平衡能力差等缺点,提出了基于余弦自适应调整惯性权重的粒子群优化算法(CW-PSO),并将其应用在木构古建筑传感器优化配置中。仿真结果表明,该算法在一定程度上避免了早熟收敛,提高了全局和局部搜索性能,又能得到较为精确的寻优结果。