融合改进Sine混沌映射的新型粒子群优化算法

为了应对传统粒子群算法(PSO)存在的初始位置不均匀、易达到局部最优、搜索精度不高等问题,提出了一种基于改进Sine混沌映射的新型PSO算法。采用一种改进的Sine混沌映射技术代替传统的伪随机数方法生成初始粒子种群,以丰富种群的多样性。在原始基本位置更新公式的基础上增加两种新的位置更新机制,并分别引入一个高斯变异算子,以实现算法勘探性能和开发性能之间的动态平衡,以及在迭代过程中使粒子有效跳出局部最优。在由7个单峰函数、6个多峰函数和10个固定维函数组成的基准测试函数和3个带约束经典工程优化设计问题上对所提出算法开展仿真实验,并与其他几种流行的PSO变体进行对比。仿真结果表明:与其他PSO变体相比,基于改进Sine混沌映射的新型PSO算法具有更快的收敛速度和更高的寻优精度,对于基准测试函数的寻优结果有20个排名第一,约为总测试函数的87%;该算法在压力容器和工字梁设计优化中,综合性能排在第一位,应可用于解决一些实际工程优化问题。

一种基于调节因子的小生境粒子群优化算法

针对混沌变异的小生境粒子群优化算法(NCPSO)进化中收敛速度慢、搜索精度低的缺点,提出一种基于调节因子的NCPSO改进算法(NCPSO-FLV)。通过引入速度调节因子,对收敛速度做出判断,改变粒子速度帮助粒子跳出局部最优值,使种群多样性得到加强,收敛速度和搜索精度得到提高。实验结果表明,与基于惯性权重的基本粒子群算法和NCPSO算法相比,NCPSO-FLV算法的精度更高,适用于生产任务分配的工业优化计算。

基于混沌变异的小生境粒子群算法

针对粒子群算法早熟收敛和搜索精度低的问题,提出了基于混沌变异的小生境粒子群算法(NCPSO).该算法结合小生境技术并加入了淘汰机制,使算法具有良好的全局寻优能力.变尺度混沌变异具有精细的局部遍历搜索性能,使算法具有较高的搜索精度.实验结果表明,NCPSO算法可有效避免标准PSO算法的早熟收敛,具有寻优能力强、搜索精度高、稳定性好等优点,适合于工程应用中的复杂函数优化问题.

基于粒子群优化算法的电网GIC-Q多目标优化策略

地磁感应电流(GIC)流经变压器绕组会产生直流偏磁现象,造成变压器无功损耗增加,破坏电网无功平衡,影响电网安全稳定运行。为了有效地抑制GIC对电网的不良影响,以无功补偿设备成本和电压偏移量最小为目标,提出一种基于粒子群优化算法的多目标无功优化策略,保证地磁场扰动下电网无功平衡。所提策略利用小生境共享机制不断更新粒子位置,并依据拥挤距离排序对Pareto最优解进行存档,保持解的多样性和均匀性;引入混沌变异避免陷入局部最优解,同时提高全局搜索能力。GIC标准算例的仿真结果验证了所提策略的准确性和有效性。

基于混沌粒子群优化的倒数熵阈值选取方法

基于信息熵的方法是一类重要的阈值选取方法,但现有的最大熵方法存在无定义值问题。为此,提出了基于倒数熵的阈值选取方法。首先给出了倒数熵的定义及一维阈值选取方法,导出了基于二维直方图区域直分及区域斜分的倒数熵阈值选取算法公式;然后考虑到二维倒数熵分割运算量较大,提出利用混沌小生境粒子群算法来寻找最优阈值,避免了算法早熟,提高了搜索精度和算法效率。实验结果表明:二维倒数熵阈值选取的斜分方法在抗噪性和运算时间上优于直分方法;而与基于粒子群优化的二维最大熵方法相比,本文提出的基于混沌小生境粒子群优化的二维倒数熵斜分法在运行时间上降低了约40%,分割效果更佳。

基于混沌变异算子的小生境量子粒子群算法

针对粒子群算法早熟收敛和搜索精度低的问题,提出了基于混沌变异的小生境量子粒子群算法(NCQPSO)。该算法结合小生境技术并加入了淘汰机制。使算法具有良好的全局寻优能力。变尺度混沌变异具有精细的局部遍历搜索性能。使算法具有较高的搜索精度,实验结果表明,NCQPSO算法可有效避免标准PSO(Particle Swarm Optimization)算法的早熟收敛,具有寻优能力强、搜索精度高、稳定性好等优点。也优于原始的量子粒子群算法QPSO(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization)。

基于改进粒子群算法的PIDNN控制器在VSC-HVDC中的应用

针对海上风电场并网柔性直流输电(voltage sourceconverter based high-voltage direct-current,VSC-HVDC)系统比例–积分–微分神经网络(PID neural network,PIDNN)控制器参数寻优过程中存在的问题,提出一种基于限制竞争小生境混沌变异的改进粒子群算法(improved niche chaoticparticle swarm optimization,INCPSO)。该算法中小生境技术引入限制竞争淘汰机制,使其具有良好的全局寻优能力(探索),配合改进的帐篷映射混沌变异算法,可获得局部精细遍历性能(发现)。在解决粒子群算法早熟收敛和搜索精度低等问题的同时,最大程度地平衡了粒子群算法在解空间内的探索和发现能力。给出了VSC-HVDC系统中PIDNN控制器参数寻优INCPSO算法步骤,并进行算例分析验证。仿真结果表明,该算法寻优效率和搜索精度高,鲁棒性好,INCPSO-PIDNN控制器可用于海上风电场柔性直流输电变流器。

基于自适应混沌变异的k-均值聚类粒子群算法

针对经典粒子群(PSO)算法易出现早熟收敛和搜索精度差的缺陷,提出了一种基于混沌变异的k-均值聚类PSO优化算法(FCPSO)。该算法首先通过k-均值聚类方法把粒子群分成若干个子群体,从而在迭代过程中每个粒子根据其个体极值和所在子种群中的全局极值来更新自己的位置和速度。其次,在算法中引入自适应混沌变异,有效的增强了子群体之间信息交换和经典PSO算法跳出局部最优解的能力。对几个典型可变维函数的测试结果表明,该算法是非常有效的。

基于小生境多目标粒子群算法的输电网检修计划优化

以检修成本和期望缺供电量最小为目标,建立输电网检修计划多目标优化模型,并提出一种基于小生境的改进多目标粒子群算法对其进行求解。通过得到一组Pareto最优解,全面统筹检修计划优化问题的经济性和可靠性目标。该算法采用小生境共享机制来更新粒子的位置,保持了解的多样性和分布的均匀性;引入混沌变异对部分非支配粒子进行小范围的扰动,提高了算法全局搜索能力,避免陷入局部最优。为使算法能够更好地应用于输电网检修计划优化问题,采用罚函数对约束条件进行处理,并根据模糊隶属度从Pareto最优解集中选取最优折衷解,为检修计划制定人员提供了科学的决策依据。通过IEEE RTS-79节点系统的仿真,验证了该算法在求解输电网检修优化问题时能有效避免早熟收敛,快速地收敛至Pareto最优解集。