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《南昌航空大学》 2010年
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微粒群优化算法的改进及应用

柳枝华  
【摘要】:最优化问题广泛存在于人类社会的生产与生活中,随着科学技术的发展以及相关问题复杂度的提高,人们对优化技术也提出了更高的要求。微粒群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种新兴的优化工具,它来源于对生物界鸟类觅食行为的研究,属于群智能优化算法的范畴。PSO算法思想简单,容易实现,通用性强,自提出以来,获得国内外相关领域专家学者的广泛关注,在众多领域得到了很好的应用。 微粒群优化算法是一种有效的优化技术,然而无论是算法的理论基础还是实际应用都不够成熟,仍有许多问题值得研究。本文分析了微粒群优化算法的基本原理,重点研究了两群微粒群优化算法及量子微粒群优化算法,在此基础上,对PSO算法的改进和应用进行了相关的研究,具体工作如下: (1)在两群微粒群优化算法的基础上,提出了双群分段交换微粒群优化算法(TSME-PSO)。算法两分群采用不同的进化模型更新微粒的速度和位置,群体间进行微粒交换,整个搜索过程,不同阶段交换不同数目的微粒,且交换数目是逐渐减少的。相关函数测试结果表明,TSME-PSO算法优化性能良好,尤其在高维复杂问题上表现更为出色。 (2)通过研究量子微粒群优化算法,并结合TSME-PSO算法的交换策略,提出了双群交换量子微粒群优化算法(TS-QPSO)。具有量子行为特征的微粒可以以某一确定的概率出现在空间的任何位置,极大的拓展了搜索空间。通过合理设置交换数目和交换方式,可以有效提高种群的多样性,改善算法的全局优化性能。仿真实验结果表明了TS-QPSO算法的可行性和有效性。 (3)将提出的改进PSO算法—TSME-PSO算法和TS-QPSO算法,应用于求解带时间窗的车辆路径问题(VRPTW)。本文给出了具体的VRPTW问题编码方法,并详细介绍了求解VRPTW问题的流程与步骤,实验结果表明改进的PSO算法在求解VRPTW问题上具有较好的收敛性能,求解效果优于基本PSO算法。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP301.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李俊;孙辉;史小露;;多种群粒子群算法与混合蛙跳算法融合的研究[J];小型微型计算机系统;2013年09期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 孙辉;张忠梅;葛寒娟;;微粒群算法在改进多元线性回归上的应用[J];计算机工程与应用;2007年03期
3 吴烈阳;孙辉;白明明;李敏;;一种新的并行文化微粒群优化算法[J];计算机工程与应用;2009年35期
4 白明明;孙辉;吴烈阳;;基于小生境粒子群算法的图像分割方法[J];计算机工程与应用;2010年03期
5 高鹰;谢胜利;;混沌粒子群优化算法[J];计算机科学;2004年08期
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10 刘哲;李建国;;基于带时间窗口车辆路径问题的蚁群算法[J];控制工程;2006年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈利;基于混合粒子群算法的物流配送车辆路径问题的研究[D];中南大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 许小健;张金轮;;微进化算法[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
3 叶志伟;张金平;赖旭东;;基于粒子群算法的最大交叉熵的图像分割方法[J];安徽农业科学;2007年23期
4 陆克芬;方崇;张春乐;;基于人工鱼群算法的投影寻踪评价方法研究[J];安徽农业科学;2009年23期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 高尚;江新姿;汤可宗;;蚁群算法与遗传算法的混合算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 崔志华;蔡星娟;曾建潮;孙国基;;基于预测速度的改进微粒群算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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5 ;Facial Expression Recognition Using RBF Neural Network Based On Improved Artificial Fish Swarm Algorithm[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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7 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
8 徐耀群;何少平;;傅立叶混沌神经网络及其在优化中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
9 刘志雄;杨光祥;;基于轮盘赌概率分配编码方法的并行机调度优化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 袁少强;徐发洋;;基于CPSO的有限反馈增益系统设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 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
3 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
4 张子迎;多机器人协作及环境建模技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王蕊;无线传感器网络部署与拓扑控制研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
7 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
8 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
9 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
10 孔令启;基于内外圈协同优化策略的间歇化工过程不确定性调度研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张帅;济矿集团区域营销物流规划研究[D];山东科技大学;2010年
2 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
3 张海峰;空间三维信息重构与飞行器路径规划[D];山东科技大学;2010年
4 靳昌田;煤炭集团物料配送优化研究[D];山东科技大学;2010年
5 姜念;区间自适应粒子群算法研究及其应用[D];郑州大学;2010年
6 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
7 赵乐乐;在役桥梁结构健康诊断与寿命预测技术研究[D];郑州大学;2010年
8 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
9 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 暴励;曾建潮;;一种双种群差分蜂群算法[J];控制理论与应用;2011年02期
2 张英杰;刘朝华;;融合微粒群的多种群协同进化免疫算法[J];控制与决策;2010年11期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘耀年,庞松岭,刘岱;基于人工鱼群算法神经网络的电力系统短期负荷预测[J];电工电能新技术;2005年04期
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7 刘云忠;宣慧玉;;动态蚁群算法在带时间窗车辆路径问题中的应用[J];中国工程科学;2005年12期
8 李亮;迟世春;林皋;;禁忌鱼群算法及其在边坡稳定分析中的应用[J];工程力学;2006年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 李晓磊;钱积新;;人工鱼群算法:自下而上的寻优模式[A];过程系统工程2001年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 谢秉磊;随机车辆路径问题研究[D];西南交通大学;2003年
3 张建勇;模糊信息条件下车辆路径问题研究[D];西南交通大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 尚华艳;物流配送中车辆路径问题研究[D];武汉理工大学;2005年
2 肖增敏;动态网络车辆路径问题研究[D];西南交通大学;2005年
3 占书芳;并行遗传算法在带软时间窗车辆路径问题中的应用研究[D];武汉理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘弘;王静莲;;微粒群优化算法在协同建筑设计中的应用[J];通信学报;2006年11期
2 黄磊;程婷;严露;;一种求解背包问题的微粒群优化算法[J];才智;2009年28期
3 刘益剑;张建明;孙冀;;基于微粒群算法的非线性系统模型参数估计[J];模式识别与人工智能;2005年04期
4 史金铎;;基于微粒群优化算法的线性系统逼近[J];仪器仪表用户;2009年01期
5 赵嘉;孙辉;;多阶段多模型的改进微粒群优化算法[J];计算机工程与应用;2010年33期
6 杜国明;陈晓翔;黎夏;;基于微粒群优化算法的超市最优选址定量化研究[J];计算机工程与应用;2006年25期
7 武朝华;汪镭;;微粒群优化算法综述[J];电脑知识与技术;2008年07期
8 李庆昌;刘希玉;;微粒群神经网络在绩效评价系统中的应用[J];计算机工程与应用;2008年24期
9 夏晓华;刘波;金以慧;;基于微粒群优化的序贯二次规划方法[J];计算机工程与应用;2006年23期
10 沈显君;王伟武;郑波尽;李元香;;基于改进的微粒群优化算法的0-1背包问题求解[J];计算机工程;2006年18期
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1 苗广祥;牛玉广;陈向阳;张海萍;;基于微粒群优化算法模型的改进策略的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 丁园;高晓智;黄显林;尹航;;一种基于微粒群优化算法的T-S模型参数辨识方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 荣雅君;贾艳;刘琳;;微粒群优化算法研究[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年
4 周伟;卜艳萍;;协同进化神经网络及其应用[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
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8 刘欣;蒋爱平;;微粒群神经网络在软测量建模中的应用[A];上海市化学化工学会2006年度学术年会论文摘要集[C];2006年
9 刘朝玮;黄德先;;微粒群算法参数影响的研究[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
10 闭万毅;龚盈颖;张耀方;许秋月;左旭;;广义Chebyshev线性相位滤波器耦合矩阵的优化提取[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范剑超;微粒群优化算法与动态神经网络建模预测研究[D];大连理工大学;2012年
2 刘学海;梯级水电站群优化调度与运营策略研究[D];天津大学;2005年
3 吕艳萍;微粒群优化算法及其在高维数据聚类的应用研究[D];厦门大学;2009年
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7 钟秋波;类人机器人运动规划关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 易军;无线传感器/执行器网络协作算法研究[D];重庆大学;2010年
9 王大林;激光辐照下半透明体光热信号模拟及内部参数重构[D];哈尔滨工业大学;2013年
10 董增寿;面向泵车的故障诊断技术研究[D];太原科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
2 王福俊;微粒群优化的分布式特征研究及应用[D];南京邮电大学;2013年
3 杨维;微粒群优化算法及其在风资源评估中的应用[D];华东理工大学;2011年
4 周喜虎;微粒群优化算法[D];陕西师范大学;2012年
5 吴变样;基于微粒群优化算法的聚类分析及应用[D];中北大学;2011年
6 张星会;求解非线性混合离散优化问题的微粒群算法研究[D];重庆师范大学;2011年
7 毛婧敏;基于离散量子微粒群优化算法的车间生产调度研究[D];浙江大学;2011年
8 李劲播;基于HMM和微粒群优化算法的核电设备机械故障诊断技术的研究[D];南华大学;2010年
9 赵嘉;改进的微粒群优化算法及在Shearlet图像去噪中的应用[D];南昌航空大学;2011年
10 刘世元;微粒群优化算法的研究及其在PMD补偿中的应用[D];燕山大学;2010年
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