多策略融合的粒子群优化算法
2021-01-11廖玮霖尚冬冬魏昭彬
计算机工程与应用 2021年1期
廖玮霖,程 杉,尚冬冬,魏昭彬
三峡大学 微电网湖北省协同创新中心,湖北 宜昌443002
Kennedy 和Eberhart[1]于1995 年提出的PSO 算法具有原理简单、参数较少、收敛速度较快等优点,在神经网络训练[2]、参数优化[3]、图像处理[4]、聚类分析[5]、特征选择[6]、应用检测[7]等多个领域应用广泛。由于PSO 算法易陷入局部最优,学者们提出了各种改进方法,主要有以下三类:
(1)改进算法结构策略。为了确保粒子速度不降至0,文献[8]在速度更新公式中加入微小扰动项,为PSO算法逃脱局部最优提供了可能,但也降低了后期的局部搜索能力及收敛速度;文献[9]通过反向预测因子改善速度更新公式,并利用斥力因子对粒子位置进行修正,提高了PSO算法寻优能力,但如何选择合适的最小允许间距尚未明确;文献[10]提出了一种多信息融合的三迭代变量惯性权重策略,提高了种群多样性,但降低了算法的收敛速度;文献[11]舍弃了速度更新项和自我认知项,仅使用全局最优解引导粒子进行位置更新,并通过锁定因子降低粒子陷入局部最优的概率,提高了收敛速度和精度,但在病态函数求解问题上精度仍较差。
(2)引入新的进化策略。文献[12]通过变异策略使得更新后的粒子有一定几率变异,防止了进化过程中陷入局部最优难以跳出的问题,但变异率如何设置恰当仍未解决;为了提升粒子脱离局部最优解的能力,文献[13]提出排异和竞争策略,而排异策略中的算子如何设置尚未明确;文献[14]引入“剪枝”策略,增强了全局搜索能力和局部搜索能力,但剪枝需人工调整优化插枝方差及解决速度修正问题;……
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