随机惯性权重微粒群算法的BRDF参数反演

材料表面的反射特性一般由双向反射分布函数(BRDF)表征,其理论计算模型已大体满足实际需要。随着计算机计算速度与效率的提升,结合实验数据利用智能优化算法反演BRDF理论计算模型的未知参数,以此获得材料表面BRDF分布的方法逐渐成为研究主流。对于BRDF理论计算模型中的Schlick计算模型和Cook-Torrance计算模型,基于实验数据利用随机惯性权重微粒群算法分别对铝合金和钛合金的未知参数进行反演计算,并与实验数据进行了比较。结果表明,Schlick计算模型可以更好地表征铝合金与钛合金材料的表面反射特性。

改进自适应惯性权重粒子群算法及其在核动力管道布置中的应用

[目的]旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。[方法]根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化(PSO)算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。[结果]仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%~50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。[结论]研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。

融合禁忌搜索和惯性权重动态调整的二进制粒子群优化算法

传统的二进制粒子群算法在优化过程中容易出现收敛速度慢和容易陷入局部最优的问题,因此提出了一种融合禁忌搜索和惯性权重动态调整的二进制粒子群优化算法。该算法不仅综合了粒子群优化算法的快速性、随机性、全局收敛性的优点,而且能够进行禁忌搜索以实现局部寻优。通过在4个基准测试函数上进行实验,实验结果表明该算法在逃离局部最优解方面具有更好的能力,提高了算法的收敛性能。

自适应惯性权重优化的粒子群算法

惯性权重作为粒子群最重要的参数之一,对全局搜索能力和局部搜索能力有重要的影响。针对传统粒子群算法的局限性,本文对其惯性权重进行改进,提出自适应惯性权重优化的粒子群算法,与原始粒子群算法相比,现在惯性权重和迭代次数与每个粒子适应度有关。仿真结果表明:本文所提出的自适应粒子群算法在迭代次数上优于基本粒子群算法,平均适应度低于基本粒子群算法。

自适应惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法容易陷入局部极值、进化后期的收敛速度慢和精度低等问题,提出自适应惯性权重的粒子群优化算法。算法采用自适应更新惯性权重,添加影响算子,并通过惯性权重自适应调整学习因子,然后加入随机局部搜索策略;最后使用测试函数,通过和3种优化算法进行30次重复实验。结果表明,提出的算法具有更好的全局收敛能力,且收敛精度、和稳定性都有明显的提升。

一种混沌映射动态惯性权重的樽海鞘群算法

为提升群海鞘群算法求解精度和收敛速度,提出了基于混沌映射动态惯性权重的群海鞘群算法.首先利用Tent混沌映射生成初始种群,计算种群适应度并保留最优个体作为初始食物源位置;将种群大小均分为领导者和追随者两部分以提高算法全局搜索能力,通过引入疯狂算子完成对领导者的位置更新;在追随者位置更新公式中,提出了基于精英保留及动态惯性权重的追随者位置更新策略,通过计算个体适应度值完成食物源的位置更新.实验结果表明,改进算法拥有更好的性能.

基于随机惯性权重的简化粒子群优化算法

针对标准粒子群优化算法易出现早熟收敛、搜索速度慢及寻优精度低等缺陷,提出一种基于随机惯性权重的简化粒子群优化算法。算法采用去除速度项的粒子群简化结构,通过随机分布的方式获取惯性权重提高新算法的局部搜索和全局搜索能力,并且学习因子采用异步变化的策略来改善粒子的学习能力。考虑到个体之间的相互影响关系,每个粒子的个体极值用所有粒子个体极值的平均值代替。通过几个典型测试函数仿真及F-检验结果表明,提出的算法在搜索速度、收敛精度、鲁棒性方面较已有改进算法有了显著提高,并且具有摆脱陷入局部最优解的能力。

微粒群算法中惯性权重的调整策略

惯性权重是微粒群算法中的关键参数,可以平衡算法全局搜索能力和局部搜索能力的关系,提高算法的收敛性能。该文分析了惯性权重对微粒群算法收敛性能的影响,为了进一步提高算法的全局最优性,提出了几种对惯性权重的调整策略。通过对4个测试函数的仿真实验,验证了这些策略的可行性,表明这些策略能够简便高效地提高算法的全局收敛性和收敛速度。

集成随机惯性权重和差分变异操作的樽海鞘群算法

为了提高樽海鞘群算法(Salp Swarm Algorithm,SSA)的收敛速度、计算精度和全局优化能力,在分析总结粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)和差分进化(Differential Evolution,DE)算法相关研究成果后,提出了一种集成PSO算法随机惯性权重和DE算法差分变异操作的改进SSA算法——iSSA。首先,将PSO算法的随机惯性权重引入SSA算法的追随者位置更新公式中,用于增强和平衡SSA算法的勘探与开发能力;其次,用DE算法的变异操作替代SSA算法的领导者位置更新操作,以提高SSA算法的收敛速度和计算精度。为了检验随机惯性权重和差分变异操作对SSA算法的改进效果,在多个高维基准函数上进行了仿真实验,并与其他改进SSA算法进行了比较。实验结果及分析表明,与SSA算法和两个典型的改进SSA算法(ESSA和CASSA)相比,集成随机惯性权重和差分变异操作的iSSA算法,在没有增加算法时间复杂度的情况下,显著地提高了SSA算法的收敛速度、计算精度和全局优化能力,并且优于ESSA算法和CASSA算法。

基于惯性权重非线性动态变化的微粒群算法

本文提出一种惯性权重非线性动态变化的微粒群算法(NDPSO),根据微粒在群体中距群体最优位置的远近,选择不同的惯性权重非线性下降指数,每个微粒根据个体状况选择不同的惯性权重。在NDPSO算法中,距最优位置较远区域惯性权重选择较小的下降指数,这样利于微粒较快地飞向群体最优位置,提高算法的全局搜索性能;当微粒飞到距最优位置较近区域时,惯性权重采用较大的下降指数,这样微粒在此区域进行细致的搜索,提高算法的收敛速度。为了研究NDPSO算法的性能,对几种典型高维非线性函数进行了测试。测试结果表明,与其它几种典型的微粒群算法相比,NDPSO明显地提高了算法的性能。

基于自适应调整惯性权重的改进粒子群优化算法

针对粒子群算法收敛速度慢,搜索精度不高,最终收敛解波动大的问题,本文提出基于自适应调整惯性权重的改进粒子群优化算法。在惯性权重随机取值的基础上,产生随机惯性权重进行速度更新,对优良的惯性权重数值进行储存,当储存数量达到一定额度以后,在下一次迭代中以一定的概率使用已经储存的优良惯性权重数值,通过benchmark函数进行仿真验证,结果表明此方法可以有效地改善粒子群优化算法寻优末期精度差、收敛解不稳定的问题。

用正弦函数描述非线性惯性权重的微粒群算法

为改进标准微粒子群算法,提出了一种用Sin函数非线性描述惯性权重动态调整微粒群的方法。由于原算法存在早熟收敛和搜索效率低,提出改进基本微粒群算法的惯性权重参数,将微粒群算法中的惯性权重用正弦函数来描述,通过对粒子位置和速度进行自适应非线性调整,使算法在前期阶段具有较快的收敛速度,在算法后期局部搜索能力也不错,减少了微粒陷入局部极值的机会,使结果收敛于全局最优解,为了验证算法的有效性,采用Shaffer's F6和Levy No.5函数进行测试,实验结果表明,新方法具有比较好的效果。

一种改进惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子群算法易陷入局部最优解的问题,提出一种改进惯性权重的粒子群优化算法(CWPSO)。首先引入Sigmoid函数构造自适应的惯性权重策略;然后引入线性递减的惯性权重策略;最后通过群体适应度方差将自适应惯性权重策略和线性递减惯性权重策略动态结合,构造综合惯性权重策略,以提高算法全局搜索和局部搜索的能力。实验结果表明,CWPSO算法的寻优性能相较于对比算法有明显提升。

基于动态调整惯性权重粒子群算法的冷热电联供系统运行优化

为实现能源梯级利用、冷热电联供系统优化运行,将基本粒子群算法、改进粒子群法、动态调整惯性权重的粒子群(IDWPSO)算法进行对比。结果表明,相较于其他两种算法IDWPSO算法在收敛速度与精度方面都有更好的表现。建立以运行成本和环保成本最小为目标的冷热电联供系统模型,并采用IDWPSO算法优化。结果表明,在满足系统负荷与约束条件下,IDWPSO算法优化后的系统综合成本有所降低,对CCHP系统优化运行具有指导意义。

基于动态邻域和自适应惯性权重的微粒群算法

针对微粒群优化解决复杂优化问题时易陷入局部收敛、效率不高的缺点,提出一种基于动态邻域和自适应惯性权重的微粒群优化算法。通过定义动态邻域及其最优维值,提出种群个体的动态邻域最优维值学习策略,使微粒跟踪个体极值和邻域的最优维值进行搜索,以增加学习样本的多样性,避免局部收敛;提出一种基于个体适应度的惯性权重动态调整方法,提高算法的寻优效率。通过优化5个典型测试函数验证了本文所提方法的有效性。

一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法

针对微粒群优化算法的早熟收敛和进化后期收敛速度慢等问题,提出了一种改进惯性权重的变异微粒群优化算法。在算法运行过程中,对适应度值不同的微粒赋予不同的惯性权重,使算法既具有良好的空间探索能力又有良好的局部挖掘能力;在群体最优信息陷入停滞时引入变异算子,对聚集在局部最优微粒附近的微粒的位置和速度进行变异操作,使算法摆脱局部最优点的束缚。对4种典型函数的测试结果表明,新算法的全局搜索能力和收敛速度都得到了提高,并且能够有效避免早熟收敛问题。

基于动态惯性权重的电子节气门改进PSO-BP优化控制

针对汽车电子节气门系统存在的动态迟滞非线性问题,提出一种模糊神经网络PID控制器的设计方法。该控制器将动态调整惯性权重的粒子群优化算法和BP算法结合来优化模糊神经网络参数,修正模糊神经网络在寻优过程中收敛缓慢、易陷入局部最小值的不足。利用模糊神经网络的自学习能力,对PID控制器参数进行整定。仿真结果表明,经过优化后的模糊神经网络PID控制器相比于模糊PID控制器在响应时间、超调量和振荡次数等方面都有显着提升。在模拟气流扰动工况施加扰动信号后,该控制器表现出良好的抗干扰性能。在电子节气门响应试验中,节气门响应曲线存在轻微超调,但稳态误差较小,表明该控制方法下电子节气门具有良好的动态响应特性。

自适应惯性权重的改进粒子群算法

针对标准PSO算法求解高维非线性问题时存在的大量无效迭代(经过一轮迭代后全局最优位置保持不变),提出了一种自适应惯性权重的改进粒子群算法。基于单次迭代中单粒子运动状态的分析,提出并证明了论点:上一轮迭代适应度值变差的粒子,当前迭代中其惯性分量将引导粒子往适应度值变差的方向运动,导致粒子群体无效迭代次数增加。设计了标准PSO算法改进方案,将上一轮迭代中适应度值变差的全体粒子的惯性权重置为零,消除当前迭代中不利惯性分量对算法收敛的不良影响。采用6个标准测试函数,将该算法与标准PSO算法、固定惯性权重PSO算法和具有领袖的PSO算法进行性能对比分析。试验表明,该改进算法无效迭代次数更少,在收敛率、收敛速度和收敛稳定性上均具有明显的优势。

惯性权重正弦调整的粒子群算法

通过对标准粒子群算法中惯性权重的分析,提出了一种惯性权重正弦调整的粒子群算法。运用差分方程对粒子速度变化过程和位置变化过程进行分析,得到了粒子群算法的收敛条件。通过对4个典型的函数的测试,实验结果表明该方法在收敛速度和全局收敛性方面都比标准粒子群算法和随机惯性权重粒子群算法有明显改进。理论分析和仿真实验验证了新算法的正确性和有效性。

一种动态改变惯性权重的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法的局限性,提出了一种动态改变惯性权重的粒子群算法,在优化迭代过程中,惯性权重值随粒子的位置和目标函数的性质而变化。函数测试表明,改进后的算法使收敛速度显著加快,而且不易陷入局部极值点。