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《武汉理工大学》 2007年
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粒子群优化算法的改进与应用

刘晶晶  
【摘要】: 粒子群优化算法(PSO)是近年来被广为关注和研究的一种智能优化算法,源于对鸟群觅食行为的模拟。粒子群优化算法的优势在于算法的简洁性,实现简单容易,没有很多参数需要调整,因而得到了学术界的广泛重视,已成为一种重要的优化工具,并成功应用于函数优化、动态优化、神经网络训练等领域。 由于粒子群优化算法提出的时间不长,虽然它的形式看上去比较简单,但是一些根本的问题,比如算法的机理问题,仍然没能得到很好的理解。在应用方面,如何将其与其它优化算法相结合以便更适合解决实际的优化问题,本文针对粒子群优化算法的早熟收敛,容易陷入局部最优且搜索精度不高等缺点,在现有的粒子群优化算法的基础上对其进行了若干改进,并将改进的算法进行了实际的应用。具体工作如下: (1)提出了避免微粒群陷入局部最优的全局最优位置变异的粒子群算法、维变异粒子群算法,并给出了变异时机和变异概率的详细分析。 (2)从信息交换方式的角度出发提出了改进的带收缩因子的变异粒子群算法,新算法使粒子可以利用更多其他粒子的有用信息,即通过个体极值加权来平衡算法搜索效率和精度之间的矛盾,同时改变了粒子的行为方式,并与其他算法做了比较,体现了该算法的优越性。同时还提出了含维变异粒子群优化算法。 (3)针对PSO算法局部搜索能力较弱和存在早熟收敛的问题,本文提出了一种求解多维约束优化问题的改进的带交叉因子的粒子群优化算法。此外,在搜索过程中还可以加入变异操作来增加种群多样性,以避免种群早熟收敛,其中变异操作提高了算法的探测能力。 (4)针对PID参数优化问题,将全局最优位置变异的粒子群算法应用于PID参数整定,取得了非常理想的效果。 综上,论文对粒子群优化算法做了较为全面深入的分析和讨论,不仅提出了多种有效的改进措施,而且拓宽了其应用领域。最后,论文最后对所做工作进行了总结,并提出了进一步研究的方向。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】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP301.6

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘宝宁;章卫国;李广文;刘小雄;;一种改进粒子群算法及其在飞控系统中的应用[J];飞行力学;2011年02期
2 高雷阜;齐微;;结合权余量和粒子群方法求解变分优化问题[J];计算机工程与应用;2011年30期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 席岩;胡邦辉;;结合二进制PSO的朴素贝叶斯算法在降水定性预报中的应用[A];S1 灾害天气研究与预报[C];2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陆俊虎;求解自动配棉问题的粒子群算法研究[D];浙江大学;2011年
2 李佳;基于粒子群优化支持向量机的异常入侵检测研究[D];中南林业科技大学;2009年
3 石汶鑫;无线接入网络QoS优化方法的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 李俊建;认知无线电参数优化与敏感度分析研究[D];重庆大学;2011年
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7 罗莎莎;计及碳排放权的电能量市场交易问题研究[D];华北电力大学;2012年
8 沈雯;带推力变向的涡喷发动机控制技术研究及其应用[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张丽平;粒子群优化算法的理论及实践[D];浙江大学;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 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
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6 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
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8 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
9 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
10 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
3 周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 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
5 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 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
8 孙俊清;李平;韩梅;;装卸桥调度问题及其混合智能优化算法GASA[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯婷;离散时间Markov跳变系统的稳定性与鲁棒H_2/H_∞控制[D];山东科技大学;2010年
2 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 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
7 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 刘奇;基于混合粒子群算法的ZnO镀膜光纤传感器的参数优化[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 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
5 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
7 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 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
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨欣毅;沈伟;刘海峰;董可海;王永华;;弹用涡喷发动机风车起动过程仿真及性能分析[J];兵工学报;2011年01期
2 申功璋,郝健康,彭可茂,张明廉;综合飞行/推力矢量控制系统设计与仿真[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
3 彭可茂,申功璋,文传源;起飞模态的综合飞行/矢量喷管控制系统设计[J];北京航空航天大学学报;1998年03期
4 虎小丁;刘晏兵;李秉智;方芳;;IEEE 802.11e无线局域网QoS的优化分析[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2006年S1期
5 李艳灵;李刚;;粒子群优化算法研究进展[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年05期
6 张晨;王晓东;;基于支持向量机的网络入侵异常检测[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年12期
7 张闪;郭海敏;时新磊;;模拟退火PSO优化算法在油水两相流产出剖面解释中的应用[J];测井技术;2010年03期
8 任玉珑;黄守军;张谦;;计及碳排放权交易的电力市场纵向合作减排策略研究[J];产业经济研究;2010年05期
9 周良臣;;认知无线电体系结构分析[J];电讯技术;2010年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 黄国勇;变推力轴线无人机飞行控制技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 刘志刚;红外成像点目标的检测与识别技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
3 雷开友;粒子群算法及其应用研究[D];西南大学;2006年
4 余炳辉;粒子群优化算法试验研究及扩展[D];华中科技大学;2007年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王姗姗;河南省电力行业温室气体减排潜力分析[D];郑州大学;2010年
2 马会民;带矢量推力的涡扇发动机实时数学模型及智能控制研究[D];西北工业大学;2001年
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5 葛跃田;链路自适应技术的仿真研究[D];东南大学;2004年
6 王健;目标航迹关联的时序SVM信息融合方法研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
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8 王海泉;弹用涡扇发动机数字电子控制器设计[D];西北工业大学;2006年
9 吴喜;时间序列建模与模型选择的应用研究[D];合肥工业大学;2006年
10 张雪雯;求解连续优化问题的集群智能算法应用研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐宁;董新民;刘棕成;陈勇;;基于Pareto集与多目标决策的飞控参数优化[J];飞行力学;2012年03期
2 刘棕成;董新民;陈勇;;基于DMDE算法的前向神经网络设计[J];计算机工程;2012年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张高;航天型号研制进度管理方法及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王磊,潘进,焦李成;免疫算法[J];电子学报;2000年07期
2 宋晓峰,陈德钊,胡上序,肖家治,刘福洲;基于优进策略的遗传算法对重油热解模型参数的估计[J];高校化学工程学报;2003年04期
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4 王磊,潘进,焦李成;免疫规划[J];计算机学报;2000年08期
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7 张学工;关于统计学习理论与支持向量机[J];自动化学报;2000年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘勇;郭晓东;;一种基于遗传算法改进的粒子群优化算法[J];计算机应用与软件;2011年09期
2 张火明;高明正;张晓菲;;交叉变异的连续蚁群优化算法[J];中国计量学院学报;2009年03期
3 熊伟丽;徐保国;吴晓鹏;肖应旺;;带变异算子的改进粒子群算法研究[J];计算机工程与应用;2006年26期
4 徐江乐;肖志涛;赵京华;;基于遗传算法的改进智能优化蚁群算法[J];微电子学与计算机;2011年08期
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7 李济泽;宋萍;李科杰;;基于自适应选择和变异的改进粒子群算法[J];微计算机信息;2010年13期
8 陈婷;叶建中;;粒子群算法的MDVRP仿真研究[J];计算机仿真;2010年07期
9 唐国新;陈雄;袁杨;;微粒群算法在机器人路径规划中的应用[J];计算机工程与应用;2007年16期
10 白旭英;杨有龙;;解决全局优化问题的粒子群进化算法[J];现代电子技术;2008年10期
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1 陈定;何炳发;;一种新的二进制粒子群算法在稀疏阵列综合中的应用[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
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3 吴进华;吴华丽;周仕;;基于模拟退火的粒子群优化算法[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
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6 曹晖;司刚全;张彦斌;贾立新;;基于模糊时序数据挖掘的火电厂制粉系统优化算法[A];2007'仪表,自动化及先进集成技术大会论文集(一)[C];2007年
7 柏文洁;汪秉宏;周涛;;连续极值优化算法在Lennard-Jones团簇优化中的应用[A];全国复杂系统研究论坛论文集(二)[C];2005年
8 王冠军;鹿晓阳;王鹏;;结构动力优化设计发展与展望[A];山东土木建筑学会建筑结构专业委员会2008年学术年会论文集[C];2008年
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10 蒋征波;陈万米;费敏锐;;RoboCup视觉系统中图像搜索的优化算法研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 浙江大学教授 王树青;自动化在化学工业大有作为[N];中国化工报;2006年
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1 胡洁;细菌觅食优化算法的改进及应用研究[D];武汉理工大学;2012年
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4 胡成玉;面向动态环境的粒子群算法研究[D];华中科技大学;2010年
5 安镇宙;家庭粒子群算法及其奇偶性与收敛性分析[D];云南大学;2012年
6 全海燕;混合克隆竞争与启发学习策略的多角色随机游动粒子群算法研究[D];云南大学;2010年
7 黄平;粒子群算法改进及其在电力系统的应用[D];华南理工大学;2012年
8 秦全德;粒子群算法研究及应用[D];华南理工大学;2011年
9 赵进慧;膜计算仿生优化算法及应用研究[D];浙江大学;2010年
10 常彦伟;纵向参数多子群粒子群算法的研究与应用[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘晶晶;粒子群优化算法的改进与应用[D];武汉理工大学;2007年
2 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
3 芦垒;基于粒子群算法的湖泊富营养普适指数公式的研究[D];西南交通大学;2008年
4 王茂海;仿生优化算法的研究与应用[D];江南大学;2011年
5 汪华;粒子群算法的研究及其在供水优化调度中的应用[D];合肥工业大学;2011年
6 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
7 李向阳;常减压流程装置模拟与操作优化[D];华东理工大学;2011年
8 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
9 陈琳玲;基于简化粒子群算法的测试数据自动生成方法研究[D];西南大学;2010年
10 赵辛欣;随机聚焦粒子群算法在机组组合中的应用[D];西南交通大学;2010年
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