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《浙江大学》 2006年
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粒子群优化算法的扩展与应用

莫愿斌  
【摘要】: 粒子群优化算法是近十年提出的一种随机起始、平行搜索、有记忆的优化算法。本文分析了它的优缺点,将它与其他算法相结合,以便更好地解决实际应用问题,为此作了如下一些工作: 1.分析了粒子群优化算法的基本形式、步骤、和结构。讨论了参数对算法效率的影响,并在一定条件下,得到了粒子的运动轨迹,且对其收敛性进行了分析。 2.提出通过能量函数把非线性方程组的求解转化为能量函数的优化问题,以克服牛顿迭代法初值难以选定的麻烦。进而对此类问题分别提出用混沌改进的粒子群算法和粒子群复形法进行求解。将新方法用于建立复合材料的寿命与应力、温度、湿度的关系模型,和求解薄壁矩形梁截面几何尺寸的非线性方程,均取得良好的效果。 3.对于旅行商问题(TSP),提出将粒子群优化算法的平行搜索与复形法的迭代机制相结合,再根据梯度与几何分点的特性,设计了用粒子群复形法(MCPSO)求解旅行商问题的算法。同时又对TSP的解序列定义了新运算,使MCPSO及其它连续优化算法可用于TSP。此外,改进了对解序列的最优搜索,提供了可供深入研究的新思路。实际计算测试和应用于印刷电路板钻孔走刀路线优化的结果,都显示了该方案可行且有效,与其它方法相比有优越性。对此类问题还提出用分块逼近的粒子群算法进行求解,也取得了良好的结果。 4.本文提出用混沌粒子群算法进行求解动态优化,通过适当改进使算法适合于求解此类问题。将其应用于Park-Ramirez生物反应器补料流率的动态优化控制、以及一个有固定边值条件的间歇反应器的最优反应温度的动态优化控制等两个实例,均取得良好效果。 5.本文提出多目标优化问题的理想有效解概念,并对粒子群优化算法进行适当地改进使其能快速求出多目标优化问题的理想有效解。通过对多亚甲基多苯基多胺生产过程多目标优化的实际应用取得良好效果。 6.为了避免粒子群算法易陷局部极值的困境,本文提出用共轭方向与粒子群算法相结合的方法,并将该方法应用于对SO_2催化氧化反应动力学模型的非线性参数估计,取得了良好效果。另外还根据实际的需要,提出用二进制表示的粒子群优化算法以适应实际要求。 最后,总结了全文研究的内容,指出了还没有研究清楚的一些领域,提出了进一步研究的方向。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP301.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 董立立;赵益萍;梁林泉;朱煜;段广洪;;机械优化设计理论方法研究综述[J];机床与液压;2010年15期
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4 邓盛川;于德亮;齐维贵;;基于免疫粒子群的调峰炉热力站优化调度[J];哈尔滨工业大学学报;2012年10期
5 王星博;王永华;于光辉;尹大伟;;引入平均最好位置的量子粒子群算法及在航空发动机非线性模型求解中的应用[J];航空发动机;2013年01期
6 王珂珂;赵汗青;吕强;张蔚;;战场环境下无人车辆战术机动路径规划方法[J];装甲兵工程学院学报;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 尹大伟;航空发动机模型求解算法及性能寻优控制中的参数估计研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 刘佳;电力系统中若干优化问题的研究[D];东北大学;2009年
3 贾兆红;粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
4 闫允一;粒子群优化及其在图像处理中的应用研究[D];西安电子科技大学;2008年
5 梅松华;层状岩体开挖变形机制及破坏机理研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2008年
6 林川;粒子群优化与差分进化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2009年
7 王维博;粒子群优化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周斌;四桨两舵大型船舶螺旋桨的面元法设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈金锐;点云数据三维重建研究[D];武汉理工大学;2011年
3 黄启良;基于广义参数化技术的机械产品优化设计方法研究与应用[D];中北大学;2011年
4 李海新;磨矿过程的稳态检测与优化[D];东北大学;2009年
5 田宏伟;云计算环境下资源分配策略的研究[D];山东师范大学;2012年
6 祁佳;粒子群算法的改进与应用研究[D];南京信息工程大学;2008年
7 王远磊;基于正则化与粒子群算法的PCS纳米颗粒测量反演算法研究[D];山东理工大学;2010年
8 尉春杰;度约束最小生成树WCJ遗传算法[D];东北大学;2008年
9 魏玮;北京城区旅游景点线路优化方案的研究[D];中国地质大学(北京);2012年
10 盖锋;基于免疫粒子群算法配电网络重构的研究[D];兰州交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 姚俊峰,梅炽,彭小奇,胡志坤,胡军;混沌遗传算法及其应用[J];系统工程;2001年01期
4 黄晓峰,潘立登,陈标华,李成岳;用改进的实数编码遗传算法估计反应动力学参数[J];高校化学工程学报;1999年01期
5 文瑛,蒋华,雷鸿;一类基于混合遗传算法的多目标优化方法[J];广西师范学院学报(自然科学版);2003年01期
6 曾毅;浮点遗传算法在非线性方程组求解中的应用[J];华东交通大学学报;2005年01期
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8 施文俊,何小荣,陈丙珍,邱彤;TS法的改进及其在求解化工优化问题中的应用[J];化工学报;2004年10期
9 周永华,赵平,毛宗源;实数编码遗传算法离散重组算子分析[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年01期
10 陈振兴,叶华,刘今;铯-铷-钒系低温硫酸催化剂上SO_2氧化反应速率的机理解释[J];化学反应工程与工艺;2001年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘和周;改进的进化蚁群算法在超深亚微米VLSI电路绕障布线问题中的应用[D];电子科技大学;2003年
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3 王明兴;连续禁忌搜索算法改进及应用研究[D];浙江大学;2005年
4 艾景波;文化粒子群优化算法及其在布局设计中的应用研究[D];大连理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
2 管迪;陈乐生;;多目标Pareto遗传算法中处理约束条件的方法[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年06期
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4 王文秀;吴开亚;刘晓薇;朱勤;;碳减排经济手段及其应用[J];安徽农业科学;2009年34期
5 卢玉宇;陈建能;张翔;;一种改进的遗传算法及其收敛性分析[J];安徽农业大学学报;2007年04期
6 张奇;缸明义;;基于混沌变量的模糊控制器设计[J];安徽科技学院学报;2011年02期
7 高志明,关岩,于洪梅,吴秀红,李井会;人工神经网络在化学中的应用进展[J];鞍山钢铁学院学报;2000年03期
8 王仲民;戴怡;;A New Chaotic Genetic Hybrid Algorithm and Its Applications in Mechanical Optimization Design[J];Journal of China Ordnance;2010年03期
9 刘军,兰家隆,王兆明;应用神经网络解决连线总长最短的门阵列布局算法[J];半导体学报;1992年08期
10 成奇明;张树京;;非线性方程组的一种神经元网络解法[J];北方交通大学学报;1992年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩敏;李德才;;基于因果聚类的多变量时间序列相关性研究及预测[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 刘羿彤;付梦印;高宏斌;;一种改进的PSO算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 王锡淮;杨英;肖健梅;;量子遗传算法在物流配送计划中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 王光辉;陈杰;潘峰;;多种群协同粒子群优化算法求解动态环境优化问题[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 胡波;吴敏;杨静;朱华琦;;异常工况下的焦炉作业优化调度方法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 ;Edge Detection of Wood Defects in X-ray Wood Image Using Neural Network and Mathematical Morphology[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;Optimal Design of Neuro-Fuzzy Controller Based on Ant Colony Algorithm[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 王江波;许录平;刘平安;周江水;;某导航卫星天线相位中心研究的新方法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
10 韩芳;陆启韶;;两种改进混沌优化算法的分析与应用[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孙鹏飞;基于计算智能技术的蛋白质结构预测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
7 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
8 许向阳;乳腺钼靶图像中肿块检测方法研究[D];华中科技大学;2010年
9 李先锋;基于特征优化和多特征融合的杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
10 李曼荔;求解组合优化问题的神经计算方法[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈阳;基于人工鱼的全局优化文化算法及其应用[D];郑州大学;2010年
2 马迪;图像分割中的边缘检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 曹巍巍;基于智能优化算法的OFDMA系统自适应资源分配问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘翠;水声图像阈值分割及智能优化算法的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 杨立标;基于混合优化策略的粒子群算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王爽;基于混沌优化的PID控制器参数调整[D];大连理工大学;2010年
7 兰任;基于并行混合粒子群算法的蛋白质结构预测[D];大连理工大学;2010年
8 张俊;多车场带时间窗车辆路径问题的模型和算法[D];大连理工大学;2010年
9 王峰;基于遗传算法的认知无线电决策引擎研究[D];大连理工大学;2010年
10 王琳;支持向量机及相关理论研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨林德;邓涛;陈海军;;龙滩水电站地下厂房主支洞交叉处稳定性分析[J];地下空间与工程学报;2005年05期
2 胡本雄,刘东燕,朱可善;各向异性岩体内地下洞室广义平面问题的边界元分析[J];地下空间;1997年01期
3 张玉军,唐仪兴;层状岩体强度异向性地下洞室的有限元分析[J];地下空间;1999年01期
4 黄志坚;张志华;金家善;;基于分组数据的可靠性变点分析[J];兵工自动化;2007年10期
5 毛士艺,赵巍;多传感器图像融合技术综述[J];北京航空航天大学学报;2002年05期
6 赵文清,赵文清;湿式多盘制动器的模拟退火算法优化设计[J];北京科技大学学报;2002年04期
7 王丽;刘玉树;徐远清;;基于在线归档技术的多目标粒子群算法[J];北京理工大学学报;2006年10期
8 冯志强,程智斌;非线性规划在船型方案设计中的应用[J];船舶;2004年01期
9 陈震 ,杨学祥 ,王喜臣;奇异值分解法解病态方程组的研究及在重力密度反演中的应用[J];长春地质学院学报;1989年02期
10 陈永刚;杨凤杰;孙吉贵;;新的粒子群优化算法[J];吉林大学学报(信息科学版);2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈志坚;层状岩质边坡工程安全监控建模理论及关键技术研究[D];河海大学;2001年
2 李立新;散乱点集曲面重建的理论、方法及应用研究[D];浙江大学;2001年
3 苏三买;遗传算法及其在航空发动机非线性数学模型中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
4 李晓磊;一种新型的智能优化方法-人工鱼群算法[D];浙江大学;2003年
5 李茂军;单亲遗传算法理论及应用[D];湖南大学;2002年
6 范昕炜;支持向量机算法的研究及其应用[D];浙江大学;2003年
7 谭廷寿;非均匀流场中螺旋桨性能预报和理论设计研究[D];武汉理工大学;2003年
8 柳长安;无人机航路规划方法研究[D];西北工业大学;2003年
9 潘全科;智能制造系统多目标车间调度研究[D];南京航空航天大学;2003年
10 李祥飞;混沌优化理论在控制系统设计中的研究[D];中南大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭国林;基于进化计算的无人机航迹规划研究[D];电子科技大学;2011年
2 毛云云;多飞行器协同航迹规划算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王信德;某型涡扇发动机自适应建模研究[D];南京航空航天大学;2003年
4 高峰;遗传算法的若干理论分析[D];浙江大学;2003年
5 郭涛;用于航空发动机MBC控制的部件性能跟踪滤波器研究[D];西北工业大学;2003年
6 左芸;飞/推综合控制半物理仿真平台及监控系统设计[D];南京航空航天大学;2004年
7 周新宇;WS—9发动机试车性能计算分析[D];西北工业大学;2004年
8 吴丹;航空推进系统非线性性能寻优控制研究[D];西北工业大学;2004年
9 欧阳舟;航空发动机部件性能跟踪滤波器研究[D];西北工业大学;2004年
10 潘鑫;基于神经网络的短期负荷预测研究[D];河海大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔超;李为民;王前;;空地联合反TBM预警的任务分配优化[J];兵工自动化;2010年01期
2 张信启;黄锐;范阳涛;;常规导弹火力运用的优化[J];四川兵工学报;2009年08期
3 伍银波;杨勇;文子健;;贴管机关键技术及其发展趋势[J];广东技术师范学院学报;2012年03期
4 李静文;赵晋泉;张勇;;基于改进差分进化-生物地理学优化算法的最优潮流问题[J];电网技术;2012年09期
5 刘恒丽;贾东友;;优化数学模型在产品设计中的应用[J];黑龙江大学自然科学学报;2011年06期
6 徐遵义;魏东;李璟;晏磊;;基于粒子群优化的飞行器地磁相关匹配新算法仿真[J];舰船科学技术;2011年11期
7 董勇;郭海敏;;基于群体适应度方差的自适应混沌粒子群算法[J];计算机应用研究;2011年03期
8 吴淑芳;黄启良;王宗彦;虞国军;;机械产品参数化优化设计方法研究与应用[J];煤矿机械;2012年02期
9 张可;凌海峰;;基于均匀设计和混沌理论的蚁群算法参数调整[J];计算机工程;2012年14期
10 牛小铁;董立立;;机械结构拓扑优化设计研究现状及其发展趋势[J];煤矿机械;2012年09期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 汪洋;尹健民;肖国强;;基于岩层产状的地下洞室围岩变形研究[A];和谐地球上的水工岩石力学——第三届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2010年
2 吕续舰;孙江龙;;基于CFD的螺旋桨布局对推进效率影响研究[A];第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会文集(下册)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王晓娟;多目标柔性作业车间调度方法研究[D];华中科技大学;2011年
3 贾东立;改进的差分进化算法及其在通信信号处理中的应用研究[D];上海大学;2011年
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5 李奇;质子交换膜燃料电池系统建模及其控制方法研究[D];西南交通大学;2011年
6 秦玉灵;基于响应面建模和改进粒子群算法的有限元模型修正方法[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 杨勇;基于毫米波阵列雷达的破片速度参数测量技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 吴宪祥;微型足球机器人位姿辨识与群智能路径规划技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 陈杰;无线传感器网络协同任务处理机制研究[D];武汉大学;2010年
10 曾联明;基于网格和智能算法的遥感岩性分类方法研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔺晓风;微遗传优化与iSIGHT集成技术研究[D];大连理工大学;2010年
2 杨亮亮;Young双稳态机构的建模及组合形成三稳态的方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 蔡雨娥;基于ILOG的车间调度问题研究[D];西安电子科技大学;2011年
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5 赵雪静;港口集装箱作业计划模型研究[D];大连海事大学;2011年
6 齐文虎;液压缸双梁铰接式剪叉升降平台布置方式优化设计[D];兰州理工大学;2011年
7 李婵;差分进化算法与网格资源调度研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 黄启良;基于广义参数化技术的机械产品优化设计方法研究与应用[D];中北大学;2011年
9 张盈盈;基于粒子群算法的非概率可靠性分析及其在边坡工程中的应用[D];中南大学;2011年
10 林医平;变速箱齿轮传动优化及其装配仿真[D];延边大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘静纨;最小二乘法在系统辨识中的应用[J];北京建筑工程学院学报;2004年03期
2 杨晓华,杨志峰,郦建强;解非线性优化问题的混合加速遗传算法[J];北京师范大学学报(自然科学版);2003年04期
3 陈振兴,方忠和,黄彩娟,叶华,刘今;铯-铷-钒系低温硫酸催化剂的研制[J];催化学报;2000年04期
4 唐立新;旅行商问题(TSP)的改进遗传算法[J];东北大学学报;1999年01期
5 石琳珂;逐步缩小搜索范围的遗传算法[J];地球物理学进展;1995年04期
6 赵波,曹一家;电力系统机组组合问题的改进粒子群优化算法[J];电网技术;2004年21期
7 王磊,潘进,焦李成;免疫算法[J];电子学报;2000年07期
8 孙元凯,刘民,吴澄;变邻域结构Tabu搜索算法及其在Job Shop调度问题上的应用[J];电子学报;2001年05期
9 徐璐,涂承宇;一种新的改进遗传算法及其性能分析[J];电子学报;2001年07期
10 王宇平,焦永昌,张福顺;解无约束非线性全局优化的一种新进化算法及其收敛性[J];电子学报;2002年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 庄昌文;超大规模集成电路若干布线算法研究[D];电子科技大学;2001年
2 杨晓华;参数优选算法研究及其在水文模型中的应用[D];河海大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘良萍;蚁群算法在深亚微米VLSI电路绕障碍布线问题中的应用[D];电子科技大学;2001年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王桐;刘大昕;;一种基于改进粒子群优化的XML结构聚类方法[J];小型微型计算机系统;2007年05期
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3 陈勍奇;孟正大;;基于蚁群算法的弧焊作业任务规划[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年S1期
4 叶菁;;基于免疫-蚁群算法的TSP问题研究[J];计算机工程;2010年24期
5 肖根福;刘欢;葛玮;周燕辉;;一种混沌粒子群算法及其仿真研究[J];井冈山学院学报(自然科学版);2007年05期
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10 周福才,朱伟勇;基于混沌理论身份认证的研究[J];东北大学学报(自然科学版);2002年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 莫愿斌;粒子群优化算法的扩展与应用[D];浙江大学;2006年
2 贾兆红;粒子群优化算法在柔性作业车间调度中的应用研究[D];中国科学技术大学;2008年
3 窦全胜;求解优化问题的演化计算方法研究[D];吉林大学;2005年
4 刘丽;人工免疫网络研究及应用[D];江南大学;2008年
5 李磊;六自由度并联平台位置正解及控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 李洪林;药物发现及靶向虚拟筛选的算法与程序设计[D];大连理工大学;2005年
7 孟燕;铁路智能运输系统结构设计方法研究[D];铁道部科学研究院;2005年
8 王继峰;基于可达性的交通规划方法研究[D];清华大学;2008年
9 徐鸣;基于群智能的鲁棒多目标优化方法及应用[D];浙江大学;2011年
10 凌海风;面向装备保障的多准则决策相关方法和技术研究[D];南京大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘松兵;面向多目标优化的群智能算法研究[D];湖南大学;2009年
2 王治国;基于SIS平台的厂级负荷优化分配系统研究[D];华北电力大学(北京);2006年
3 王岩;粒子群算法在求解组合优化问题中的应用研究[D];吉林大学;2008年
4 肖桂霞;基于遗传算法的优化研究[D];湘潭大学;2008年
5 邹洪富;基于群集智能的产品公差优化设计方法研究[D];华中科技大学;2006年
6 梁晶;基于PSO的动态多目标优化算法的研究[D];电子科技大学;2009年
7 王永;多目标路由问题中的蚁群优化算法研究[D];湖南大学;2009年
8 易觉;粒子群算法及其在备件管理中的应用研究[D];华中科技大学;2008年
9 贾庭芳;基于粒子群优化的离散多目标优化算法[D];太原科技大学;2011年
10 雷烨;基于粒子群最小二乘支持向量机的故障诊断算法研究[D];兰州交通大学;2010年
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