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约束优化的粒子群改进算法及应用

2012-10-16李二闷卫良保张玉星马朝选

太原科技大学学报 2012年6期
关键词:优化工程

李二闷,卫良保,李 扬,张玉星,马朝选

(太原科技大学机械工程学院,太原 030024)

在科学计算与实际工程优化领域,许多优化问题都可以归结为约束优化问题,而且约束优化问题的求解要比无约束优化优化问题的复杂困难,因此,研究如何处理约束优化问题并能得到最优解具有很重要的实际意义。1995年,Eberhart和Kennedy提出的粒子群优化算法(PSO)是一种基于种群搜索策略的现代智能优化算法[1]。由于其具有易理解、易实现、不要求目标函数和约束条件可微,并能以较大概率求得全局最优解的特点,目前已成功应用于神经网络权值的训练、连续和离散系统的参数优化及求解组合优化问题等许多优化问题[2]。但粒子群算法也表现出了求解成功率不高,易于坠入局部最优解,早熟等不足。

近些年来,国内外相关学者针对粒子群的不足,对粒子群进行改进,改进措施大致分为两类,一是从对算法本身改进,提高PSO单一方面的优化性能,例如惯性权重法、压缩因子法、混合法等,任子晖、王坚于2009年提出了基于聚集距离变化率的自适应惯性权重PSO算法;二是与其它算法思想的组合,使得算法的优化效果在一定程度上得到提高,Angeline和Lovbjerg提出了基于遗传思想改进的粒子群算法,2004年高鹰等提出了基于模拟退火的粒子群算法,2008年,ShengLi Song和Li Kong等人,提出了结合模拟退火和单纯形法混合粒子群算法。

结合PSO算法及约束优化问题的特点,并针对PSO算法本身的局限性,为了减少判断约束条件所需的时间,提高优化精确度、成功率,引入回退算法思想,并用直接解法,提出了一种新的求解约束优化问题的改进(advanced)的PSO算法——APSO.计算实例表明APSO算法具有更强的寻优能力和效率。……

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