當前位置:首頁 » 操作系統 » pso演算法

pso演算法

發布時間: 2022-01-11 20:40:15

㈠ 二進制PSO演算法

PSO演算法中每一粒子都被看是潛在的最優解,具體實現思路是先將粒子初始化,對於每個粒子都有一個當前位置以及根據適應度值做粒子更新的速度(Kennedy et al.,1995),通過迭代計算得到最優解。PSO粒子速度計算和對應位置更新的原理如式(8.1)、式(8.2)所示:

高光譜遙感影像信息提取技術

式中:xid是粒子;c1,c2是學習因子;w是慣性因子,是粒子速度保持更新之前粒子速度的能力;pid是目前單個粒子最優位置;pgd是整個粒子群目前得到的最優位置;rand是0~1之間的隨機數。

二進制PSO首先將粒子初始化為0和1組成的序列。二進制PSO演算法是對式(8.2)作些改變,其位置更新如式(8.3)所示(程志剛等,2007):

高光譜遙感影像信息提取技術

式中: 是 Sigmoid 函數。

㈡ 哪位大神指點一下粒子群優化演算法(PSO)的輸入和輸入分別是什麼

適應度函數應由具體問題而自己去選擇。比如你想用PSO求函數最小值,則適應度函數就可以設為該函數,通過函數值減小方向來決定粒子運動方向,最後結果便是粒子位於取得函數最小值的點。
PSO演算法中輸入有:
種群規模
粒子維度
最大迭代次數
適應度函數
慣性權值
加速因子
最大速度
輸出結果為優化後的」粒子「。

㈢ pso演算法的matlab程序

二樓給的答案很好,只是有點小錯誤。
1.FITNESS(PG,D)改為fitness(pg,D)
2.< span>去掉
3.P(I)改為p(i)

㈣ pso的演算法結構

對微粒群演算法結構的改進方案有很多種,對其可分類為:採用多個子種群;改進微粒學習對象的選取策略;修改微粒更新迭代公式;修改速度更新策略;修改速度限制方法、位置限制方法和動態確定搜索空間;與其他搜索技術相結合;以及針對多模問題所作的改進。
第一類方案是採用多個子種群。柯晶考慮優化問題對收斂速度和尋優精度的雙重要求並借鑒多群體進化演算法的思想,將尋優微粒分成兩組,一組微粒採用壓縮因子的局部模式PSO演算法,另一組微粒採用慣性權重的全局模式PSO演算法,兩組微粒之間採用環形拓撲結構。對於高維優化問題,PSO演算法需要的微粒個數很多,導致計算復雜度常常很高,並且很難得到好的解。因此,出現了一種協作微粒群演算法(Cooperative ParticleSwarm Optimizer, CPSO-H),將輸入向量拆分成多個子向量,並對每個子向量使用一個微粒群來進行優化。雖然CPSO-H演算法使用一維群體來分別搜索每一維,但是這些搜索結果被一個全局群體集成起來之後,在多模問題上的性能與原始PSO演算法相比有很大的改進。Chow使用多個互相交互的子群,並引入相鄰群參考速度。馮奇峰提出將搜索區域分區,使用多個子群並通過微粒間的距離來保持多樣性。陳國初將微粒分成飛行方向不同的兩個分群,其中一分群朝最優微粒飛行,另一分群微粒朝相反方向飛行;飛行時,每一微粒不僅受到微粒本身飛行經驗和本分群最優微粒的影響,還受到全群最優微粒的影響。Niu在PSO演算法中引入主—從子群模式,提出一種多種群協作PSO演算法。Seo提出一種多組PSO演算法(Multigrouped PSO),使用N組微粒來同時搜索多模問題的N個峰。Selleri使用多個獨立的子群,在微粒速度的更新方程中添加了一些新項,分別使得微粒向子群歷史最優位置運動,或者遠離其他子群的重心。王俊年借鑒遞階編碼的思想,構造出一種多種群協同進化PSO演算法。高鷹借鑒生態學中環境和種群競爭的關系,提出一種基於種群密度的多種群PSO演算法。
第二類方案是改進微粒學習對象的選取策略。Al-kazemi提出多階段PSO演算法,將微粒按不同階段的臨時搜索目標分組,這些臨時目標允許微粒向著或背著它自己或全局最好位置移動。Ting對每個微粒的pBest進行操作,每一維從其他隨機確定的維度學習,之後如果新的pBest更好則替換原pBest;該文還比較了多種不同學習方式對應的PSO演算法的性能。Liang提出一種新穎的學習策略CLPSO,利用所有其他微粒的歷史最優信息來更新微粒的速度;每個微粒可以向不同的微粒學習,並且微粒的每一維可以向不同的微粒學習。該策略能夠保持群體的多樣性,防止早熟收斂,可以提高PSO演算法在多模問題上的性能;通過實驗將該演算法與其它幾種PSO演算法的變種進行比較,實驗結果表明該演算法在解決多模復雜問題時效果很好。Zhao在PSO演算法中使用適應值最好的n個值來代替速度更新公式中的gBest。Abdelbar提出一種模糊度量,從而使得每個鄰域中有多個適應值最好的微粒可以影響其它微粒。Wang也採用多個適應值最好的微粒信息來更新微粒速度,並提出一種模糊規則來自適應地確定參數。崔志華提出一種動態調整的改進PSO演算法,在運行過程中動態調整極限位置,使得每個微粒的極限位置在其所經歷的最好位置與整體最好位置所形成的動態圓中分布。與原始PSO演算法相反,有一類方法是遠離最差位置而非飛向最優位置。Yang提出在演算法中記錄最差位置而非最優位置,所有微粒都遠離這些最差位置。與此類似,Leontitsis在微粒群演算法中引入排斥子的概念,在使用個體最優位置和群體最優位置信息的同時,在演算法中記錄當前的個體最差位置和群體最差位置,並利用它們將微粒排斥到最優位置,從而讓微粒群更快地到達最優位置。孟建良提出一種改進的PSO演算法,在進化的初期,微粒以較大的概率向種群中其他微粒的個體最優學習;在進化後期,微粒以較大的概率向當前全局最優個體學習。Yang在PSO演算法中引入輪盤選擇技術來確定gBest,使得所有個體在進化早期都有機會引領搜索方向,從而避免早熟。
第三類方案是修改微粒更新公式。Hendtlass在速度更新方程中給每個微粒添加了記憶能力。He在速度更新方程中引入被動聚集機制。曾建潮通過對PSO演算法的速度進化迭代方程進行修正,提出一種保證全局收斂的隨機PSO演算法。Zeng在PSO演算法中引入加速度項,使得PSO演算法從一個二階隨機系統變為一個三階隨機系統,並使用PID控制器來控制演算法的演化。為了改進PSO演算法的全局搜索能力,Ho提出一種新的微粒速度和位置更新公式,並引入壽命(Age)變數。
第四類方案是修改速度更新策略。Liu認為過於頻繁的速度更新會弱化微粒的局部開采能力並減慢收斂,因此提出一種鬆弛速度更新(RVU)策略,僅當微粒使用原速度不能進一步提高適應值時才更新速度,並通過試驗證明該策略可以大大減小計算量並加速收斂。羅建宏對同步模式和非同步模式的PSO演算法進行了對比研究,試驗結果表明非同步模式收斂速度顯著提高,同時尋優效果更好。Yang在微粒的更新規則中引入感情心理模型。Liu採用一個最小速度閾值來控制微粒的速度,並使用一個模糊邏輯控制器來自適應地調節該最小速度閾值。張利彪提出了對PSO演算法增加更新概率,對一定比例的微粒並不按照原更新公式更新,而是再次隨機初始化。Dioan利用遺傳演算法(GA)來演化PSO演算法的結構,即微粒群中各微粒更新的順序和頻率。
第五類方案是修改速度限制方法、位置限制方法和動態確定搜索空間。Stacey提出一種重新隨機化速度的速度限制和一種重新隨機化位置的位置限制。Liu在[76]的基礎上,在PSO演算法中引入動量因子,來將微粒位置限制在可行范圍內。陳炳瑞提出一種根據微粒群的最佳適應值動態壓縮微粒群的搜索空間與微粒群飛行速度范圍的改進PSO演算法。
第六類方案是通過將PSO演算法與一些其他的搜索技術進行結合來提高PSO演算法的性能,主要目的有二,其一是提高種群多樣性,避免早熟;其二是提高演算法局部搜索能力。這些混合演算法包括將各種遺傳運算元如選擇、交叉、變異引入PSO演算法,來增加種群的多樣性並提高逃離局部最小的能力。Krink通過解決微粒間的沖突和聚集來增強種群多樣性,提出一種空間擴展PSO演算法(Spatial ExtensionPSO,SEPSO);但是SEPSO演算法的參數比較難以調節,為此Monson提出一種自適應調節參數的方法。用以提高種群多樣性的其他方法或模型還包括「吸引—排斥」、捕食—被捕食模型、耗散模型、自組織模型、生命周期模型(LifeCycle model)、貝葉斯優化模型、避免沖突機制、擁擠迴避(Crowd Avoidance)、層次化公平競爭(HFC)、外部記憶、梯度下降技術、線性搜索、單純形法運算元、爬山法、勞動分工、主成分分析技術、卡爾曼濾波、遺傳演算法、隨機搜索演算法、模擬退火、禁忌搜索、蟻群演算法(ACO)、人工免疫演算法、混沌演算法、微分演化、遺傳規劃等。還有人將PSO演算法在量子空間進行了擴展。Zhao將多主體系統(MAS)與PSO演算法集成起來,提出MAPSO演算法。Medasani借鑒概率C均值和概率論中的思想對PSO演算法進行擴展,提出一種概率PSO演算法,讓演算法分勘探和開發兩個階段運行。
第七類方案專門針對多模問題,希望能夠找到多個較優解。為了能使PSO演算法一次獲得待優化問題的多個較優解,Parsopoulos使用了偏轉(Deflection)、拉伸(Stretching)和排斥(Repulsion)等技術,通過防止微粒運動到之前已經發現的最小區域,來找到盡可能多的最小點。但是這種方法會在檢測到的局部最優點兩端產生一些新的局部最優點,可能會導致優化演算法陷入這些局部最小點。為此,Jin提出一種新的函數變換形式,可以避免該缺點。基於類似思想,熊勇提出一種旋轉曲面變換方法。
保持種群多樣性最簡單的方法,是在多樣性過小的時候,重置某些微粒或整個微粒群。Lvbjerg在PSO演算法中採用自組織臨界性作為一種度量,來描述微粒群中微粒相互之間的接近程度,來確定是否需要重新初始化微粒的位置。Clerc提出了一種「Re-Hope」方法,當搜索空間變得相當小但是仍未找到解時(No-Hope),重置微粒群。Fu提出一種帶C-Pg變異的PSO演算法,微粒按照一定概率飛向擾動點而非Pg。赫然提出了一種自適應逃逸微粒群演算法,限制微粒在搜索空間內的飛行速度並給出速度的自適應策略。
另一種變種是小生境PSO演算法,同時使用多個子種群來定位和跟蹤多個最優解。Brits還研究了一種通過調整適應值計算方式的方法來同時找到多個最優解。Li在PSO演算法中引入適應值共享技術來求解多模問題。Zhang在PSO演算法中採用順序生境(SequentialNiching)技術。在小生境PSO演算法的基礎上,還可以使用向量點積運算來確定各個小生境中的候選解及其邊界,並使該過程並行化,以獲得更好的結果。但是,各種小生境PSO演算法存在一個共同的問題,即需要確定一個小生境半徑,且演算法性能對該參數很敏感。為解決該問題,Bird提出一種自適應確定niching參數的方法。
Hendtlass在PSO演算法中引入短程力的概念,並基於此提出一種WoSP演算法,可以同時確定多個最優點。劉宇提出一種多模態PSO演算法,用聚類演算法對微粒進行聚類,動態地將種群劃分成幾個類,並且使用微粒所屬類的最優微粒而非整個種群的最好微粒來更新微粒的速度,從而可以同時得到多個近似最優解。Li在PSO演算法中引入物種的概念,但是由於其使用的物種間距是固定的,該方法只適用於均勻分布的多模問題;為此,Yuan對該演算法進行擴展,採用多尺度搜索方法對物種間距加以自適應的調整。
此外,也有研究者將PSO演算法的思想引入其他演算法中,如將PSO演算法中微粒的運動規則嵌入到進化規劃中,用PSO演算法中的運動規則來替代演化演算法中交叉運算元的功能。

㈤ pso的離散演算法

很多優化問題涉及到離散或二值的變數,典型的例子包括調度問題或路由問題。而PSO演算法的更新公式和過程是面向連續空間並為其設計的,因此需要做一些修改使之適應離散空間的情況。編碼的修改可能很簡單,難點在於定義速度的意義和確定軌跡的變化。
Kennedy定義了第一個離散二進製版本的PSO演算法。微粒使用二進制字元串進行編碼。通過使用sigmoid函數,速度被限制在[0, 1]區間之內,並被解釋為「概率的變化」。Yang對該方法在量子空間進行了擴展。
Mohan提出了幾種二進制方法(直接方法、量子方法、正則方法、偏差向量方法以及混合方法),但是從有限的實驗中沒有得出什麼結論。Clerc對一些專用於某些約束優化問題如TSP問題的PSO演算法變種進行了試驗,結果顯示該方法比較有前途。Pang使用模糊矩陣來表示微粒的位置和速度,對PSO演算法的算符進行了重定義,並將其應用到TSP問題的求解。Pampara將PSO演算法與信號處理中的角調制技術結合起來,將高維二進制問題降維為一個在連續空間中定義的四維問題,並通過求解該四維問題來獲得原問題的解。Afshinmanesh重新定義了離散PSO演算法中的加法與乘法,並使用人工免疫系統中的陰性選擇來實現速度限制Vmax。
Hu提出了一種改進PSO演算法來處理排列問題。微粒被定義為一組特定值的排列,速度基於兩個微粒的相似度重新定義,微粒根據由它們的速度所定義的隨機率來變換到一個新的排列。引入了一個變異因子來防止當前的pBest陷入局部最小。在n皇後問題上的初步研究顯示改進的PSO演算法在解決約束滿意問題方面很有前途。
Migliore對原始的二進制PSO演算法進行了一些改進,提出了可變行為二進制微粒群演算法(VB-BPSO)和可變動態特性二進制微粒群演算法(VD-BPSO)。VB-BPSO演算法按照連續PSO演算法的速度更新公式的思想設計了一個新的速度更新公式,用來確定微粒位置向量每一位為1的概率。而VD-BPSO演算法則是根據一定規則在兩組不同參數確定的VB-BPSO演算法之間切換。Migliore應用該演算法設計出一種簡單魯棒的自適應無源天線。
Parsopoulos以標准函數為例測試微粒群優化演算法解決整數規劃問題的能力。Salman將任務分配問題抽象為整數規劃模型並提出基於微粒群優化演算法的解決方法。兩者對迭代產生的連續解均進行舍尾取整後評價其質量。但是PSO演算法生成的連續解與整數規劃問題的目標函數評價值之間存在多對一的映射,以整型變數表示的目標函數不能准確反映演算法中連續解的質量,而由此導致的冗餘解空間與相應的冗餘搜索降低了演算法的收斂效率。
高尚採用交叉策略和變異策略,將PSO演算法用來解決集合劃分問題。趙傳信重新定義了微粒群位置和速度的加法與乘法操作,並將PSO演算法應用到0/1背包問題求解中。EL-Gallad在PSO演算法中引入探索和勘探兩個運算元,用於求解排序問題。Firpi提出了BPSO演算法的一種保證收斂的版本(但是並未證明其保證收斂性),並將其應用到特徵選擇問題。
上述離散PSO演算法都是間接的優化策略,根據概率而非演算法本身確定二進制變數,未能充分利用PSO演算法的性能。在處理整數變數時,PSO演算法有時候很容易陷入局部最小。原始PSO演算法的思想是從個體和同伴的經驗進行學習,離散PSO演算法也應該借鑒該思想。高海兵基於傳統演算法的速度—位移更新操作,在分析微粒群優化機理的基礎上提出了廣義微粒群優化模型(GPSO),使其適用於解決離散及組合優化問題。GPSO 模型本質仍然符合微粒群優化機理,但是其微粒更新策略既可根據優化問題的特點設計,也可實現與已有方法的融合。基於類似的想法,Goldbarg將局部搜索和路徑重連過程定義為速度運算元,來求解TSP問題。

㈥ spso(一種粒子群演算法),英文全名是 就是增加多峰函數搜索的pso演算法,請問它的英文全名.

Standard Particle Swarm Optimization - 標准粒子群演算法
Simple Particle Swarm Optimization - 簡化粒子群演算法
【英語牛人團】

㈦ 咨詢一個最簡單的PSO演算法的程序

%------基本粒子群優化演算法(Particle Swarm Optimization)-----------
%------作用:求解優化問題
%------初始格式化----------
format long;
c1=1.4962; %學習因子1
c2=1.4962; %學習因子2
w=0.7298; %慣性權重
MaxDT=1000; %最大迭代次數
D=10; %搜索空間維數(未知數個數)
N=40; %初始化群體個體數目
eps=10^(-6); %設置精度(在已知最小值時候用)
%------初始化種群的個體(可以在這里限定位置和速度的范圍)------------
for i=1:N
for j=1:D
x(i,j)=randn; %隨機初始化位置
v(i,j)=randn; %隨機初始化速度
end
end
%------先計算各個粒子的適應度,並初始化Pi和Pg----------------------
for i=1:N
p(i)=fitness(x(i,:),D);
y(i,:)=x(i,:);
end
pg=x(1,:); %Pg為全局最優
for i=2:N
if fitness(x(i,:),D)
pg=x(i,:);
end
end
%------進入主要循環,按照公式依次迭代,直到滿足精度要求------------
for t=1:MaxDT
for i=1:N
v(i,:)=w*v(i,:)+c1*rand*(y(i,:)-x(i,:))+c2*rand*(pg-x(i,:));
x(i,:)=x(i,:)+v(i,:);
if fitness(x(i,:),D)<p(i)
p(i)=fitness(x(i,:),D);
y(i,:)=x(i,:);
end
if p(i)
pg=y(i,:);
end
end
Pbest(t)=fitness(pg,D);
end
%------最後給出計算結果
disp('*************************************************************')
disp('函數的全局最優位置為:')
Solution=pg
disp('最後得到的優化極值為:')
Result=fitness(pg,D)
disp('*************************************************************')
%------演算法結束---

如果想要適應度函數源程序(fitness.m),可以再聯系

㈧ PSO演算法解決帶約束條件的優化問題

約束條件:
a11x1+a12x2+…+a1nxn≤b1
a21x1+a22x2+…+a2nxn≤b2
…………………………
am1x1+am2x2+…+amnxn≤bm
x1,x2,…,xn≥0 式中x1,x2,…,xn為企業生產的各種產品;b1,b2,…,bm為可供使用的各種投入要素的數量;
aij(i=1,2…m;j=1,2,… n)為第j種產品每生產1個單位所需要的第i種投入要素的數量;最後,非負值約束條件表示各種產品的產量必須是正值,負值是沒有意義的。

㈨ PSO演算法的應用

「適應值最小的條件下各節點的坐標」
各節點是什麼意思?
你是需要適應度值最小對應的粒子坐標嗎?

㈩ 梯度下降法和粒子群優化演算法的區別

粒子群(PSO)演算法是近幾年來最為流行的進化演算法,最早是由Kenned和Eberhart於1995年提出.PSO 演算法和其他進化演算法類似,也採用「群體」和「進化」的概念,通過個體間的協作與競爭,實現復雜空間中最優解的搜索.PSO 先生成初始種群,即在可行解空間中隨機初始化一群粒子,每個粒子都為優化問題的一個可行解,並由目標函數為之確定一個適應值(fitness value).PSO 不像其他進化演算法那樣對於個體使用進化運算元,而是將每個個體看作是在n 維搜索空間中的一個沒有體積和重量的粒子,每個粒子將在解空間中運動,並由一個速度決定其方向和距離.通常粒子將追隨當前的最優粒子而運動,並經逐代搜索最後得到最優解.在每一代中,粒子將跟蹤兩個極值,一為粒子本身迄今找到的最優解 pbest ,另一為全種群迄今找到的最優解 gbest.由於認識到 PSO 在函數優化等領域所蘊含的廣闊的應用前景,在 Kenned 和 Eberhart 之後很多學者都進行了這方面的研究.目前已提出了多種 PSO改進演算法,並廣泛應用到許多領域。

熱點內容
實測華為編譯器 發布:2024-09-19 23:50:52 瀏覽:821
linux匯總 發布:2024-09-19 23:46:39 瀏覽:452
阿里雲伺服器環境搭建教程 發布:2024-09-19 23:21:58 瀏覽:837
黃色文件夾圖標 發布:2024-09-19 23:19:22 瀏覽:684
mysql資料庫導出導入 發布:2024-09-19 23:00:47 瀏覽:183
lua腳本精靈 發布:2024-09-19 23:00:41 瀏覽:659
任務欄文件夾圖標 發布:2024-09-19 22:54:25 瀏覽:101
解壓來一波 發布:2024-09-19 22:46:36 瀏覽:933
mysqlpythonubuntu 發布:2024-09-19 22:46:27 瀏覽:501
伺服器請求獲取ip地址 發布:2024-09-19 22:33:25 瀏覽:515