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粒子群算法
粒子群算法
发布时间:2023-04-12 10:06:08 来源:
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>
优化问题有两个主要问题
一是要求寻找全局最优点
,
二是要求有较高的收敛速度
.
爬山法精度较高
,
但
是易于陷入局部最优
.
>
>
>
>
PSO
算法的约束优化问题
近年来,一些学者将
PSO
算法推广到约束优化问题,
其关键在于如何处理好约束,即
解的可行性。如果约束处理的不好,其优化的结果往往会出现不能够收敛和结果是空集的
状况。基于
PSO
算法的约束优化工作主要分为两类:
(
1
)罚函数法。罚函数的目的
是将约束优化问题转化成无约束优化问题。
(
2
)将粒子群的搜索范围都限制在条件
约束簇内,即在可行解范围内寻优。
根据文献介绍,
Parsopoulos
等采用罚函数法,
利用非固定多段映射函数对约束优化问题进行转化,
再利用
PSO
算法求解转化后问题,
仿
真结果显示
PSO
算法相对遗传算法更具有优越性,
但其罚函数的设计过于复杂,
不利于求
解;
Hu
等采用可行解保留政策处理约束,即一方面更新存储中所有粒子时仅保留可行解,
另一方面在初始化阶段所有粒子均从可行解空间取值,然而初始可行解空间对于许多问题
是很难确定的;
Ray
等提出了具有多层信息共享策略的粒子群原理来处理约束,根据约束
矩阵采用多层
Pareto
排序机制来产生优良粒子,
进而用一些优良的粒子来决定其余个体的
搜索方向。
但是,目前有关运用
PSO
算法方便实用地处理多约束目标优化问题的理
论成果还不多。
处理多约束优化问题的方法有很多,
但用
PSO
算法出路此类问题目前技术
并不成熟,这里就不介绍了。
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>
>
遗传算法
属于进化算法
(
Evolutionary
Algorithms
的一种
,
它通过模仿自然界的选择与遗传
的机理来寻找最优解
.
遗传算法有三个基本算子
:
选择、交叉和变异
.
但是遗传算法的编程
实现比较复杂
,
首先需要对问题进行编码
,
找到最优解之后还需要对问题进行解码
,
另外三个
算子的实现也有许多参数
,
如交叉率和变异率
,
并且这些参数的选择严重影响解的品质
,
而目
前这些参数的选择大部分是依靠经验。
>
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>
>
PSO
算法
>
>
>
>
>
粒子群优化算法
(PSO
是一种进化计算技术
(evolutionarycomputation
,
1995
年由
Eberhart
博士和
kennedy
博士提出,源于对鸟群捕食的行为研究
。该算法最初是受到
飞鸟集群活动的规律性启发,进而利用群体智能建立的一个简化模型。粒子群算法在对动
物集群活动行为观察基础上,利用群体中的个体对信息的共享使整个群体的运动在问题求
解空间中产生从无序到有序的演化过程,从而获得最优解。
>
>
>
>
>
PSO
同遗传算法类似,
是一种基于迭代的优化算法。
系统初始化
为一组随机解,通过迭代搜寻最优值。但是它没
有遗传算法用的交叉
(crossover
以及变异
(mutation
,而是粒子在解空间追随最优的粒子
进行搜索。同遗传算法比较,
>
>
>
>
PSO
的优势在于简单容易实现并且没有许多参数需要调整。
目前已广泛应用于函数优化,
神经网络训练,
模糊系统控制以及其他遗传算法的应用领域。
简介
如前所述,
PSO
模拟鸟群的捕食行为。设想这样一个场景:一群鸟在随机搜索食物。
在这个区域里只有一块食物。所有的鸟都不知道食物在那里。但是他们知道当前的位置离
食物还有多远。那么找到食物的最优策略是什么呢。最简单有效的就是搜寻目前离食物最
近的鸟的周围区域。
PSO
从这种模型中得到启示并用于解决优化问题。
PSO
中,每
个优化问题的解都是搜索空间中的一只鸟。我们称之为“粒子”。所有的粒子都有一个由
被优化的函数决定的适应值
(fitnessvalue
,
每个粒子还有一个速度决定他们飞翔的方向和
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/8c70c38d83d049649b66586c.html
《粒子群算法.doc》
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