粒子群优化算法原理

如题所述

粒子群优化算法(PSO)是一种群体智能方法,每个个体被看作是D维空间中的一个无体积微粒,通过动态调整速度进行搜索。每个微粒Xi有其当前位置(xid)和历史最优位置pbest(Pi),群体整体的最优位置称为gbest(Pg)。微粒的速度Vi更新采用以下公式:


vid = w * vid + c1 * rand() * (pid - xid) + c2 * Rand() * (pgd - xid) (1a)


其中,w是惯性权重,c1和c2是加速常数,rand()和Rand()是随机变量。速度还受到最大速度Vmax的限制。这种更新机制结合了"认知"(个体的思考,基于行为加强的原理)和"社会"(信息共享与合作,模仿机制)两个心理学假设。


算法流程包括:初始化微粒群(随机位置和速度);评估微粒适应度;比较微粒的pbest和gbest,更新个体最优;根据方程(1a)调整速度和位置;若未达到结束条件(如达到预设迭代次数Gmax或适应值达到要求),重复上述步骤。




扩展资料

粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO),又称微粒群算法,是由J. Kennedy和R. C. Eberhart等于1995年开发的一种演化计算技术,来源于对一个简化社会模型的模拟。其中“群(swarm)”来源于微粒群符合M. M. Millonas在开发应用于人工生命(artificial life)的模型时所提出的群体智能的5个基本原则。“粒子(particle)”是一个折衷的选择,因为既需要将群体中的成员描述为没有质量、没有体积的,同时也需要描述它的速度和加速状态。

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