粒子群算法及其应用论文摘要

粒子群算法及其应用论文摘要

问:粒子群算法
  1. 答:粒子群算法(Particle Swarm Optimization),又称鸟群觅食算法,是由数学家J. Kennedy和R. C. Eberhart等开发出的一种新的进化算法。它是从随机解开始触发,通过迭代寻找出其中的最优解。本算法主要是通过适应度来评价解的分数,比传统的遗传算法更加的简单,它没有传统遗传算法中的“交叉”和“变异”等操作,它主要是追随当前搜索到的最优值来寻找到全局最优值。这种算法实现容易,精度高,收敛快等特点被广泛运用在各个问题中。
    粒子群算法是模拟鸟群觅食的所建立起来的一种智能算法,一开始所有的鸟都不知道食物在哪里,它们通过找到离食物最近的鸟的周围,再去寻找食物,这样不断的追踪,大量的鸟都堆积在食物附近这样找到食物的几率就大大增加了。粒子群就是这样一种模拟鸟群觅食的过程,粒子群把鸟看成一个个粒子,它们拥有两个属性——位置和速度,然后根据自己的这两个属性共享到整个集群中,其他粒子改变飞行方向去找到最近的区域,然后整个集群都聚集在最优解附近,最后最终找到最优解。
    算法中我们需要的数据结构,我们需要一个值来存储每个粒子搜索到的最优解,用一个值来存储整个群体在一次迭代中搜索到的最优解,这样我们的粒子速度和位置的更新公式如下:
    其中pbest是每个粒子搜索到的最优解,gbest是整个群体在一次迭代中搜索到的最优解,v[i]是代表第i个粒子的速度,w代表惯性系数是一个超参数,rang()表示的是在0到1的随机数。Present[i]代表第i个粒子当前的位置。我们通过上面的公式不停的迭代粒子群的状态,最终得到全局最优解
问:粒子群算法的优缺点
  1. 答:优点:PSO同遗传算法类似,是一种基于迭代的优化算法。系统初始化为一组随机解,通过迭代搜寻最优值。同遗传算法比较,PSO的优势在于简单容易实现,并且没有许多参数需要调整。
    缺点:在某些问题上性能并不是特别好。网络权重的编码而且遗传算子的选择有时比较麻烦。最近已经有一些利用PSO来代替反向传播算法来训练神经网络的论文。
    扩展资料:
    注意事项:
    基础粒子群算法步骤较为简单。粒子群优化算法是由一组粒子在搜索空间中运动,受其自身的最佳过去位置pbest和整个群或近邻的最佳过去位置gbest的影响。
    对于有些改进算法,在速度更新公式最后一项会加入一个随机项,来平衡收敛速度与避免早熟。并且根据位置更新公式的特点,粒子群算法更适合求解连续优化问题。
    参考资料来源:
  2. 答:优点:搜索速度快、效率高,算法简单,适合于实值型处理。
    缺点:对于离散的优化问题处理不佳,容易陷入局部最优
粒子群算法及其应用论文摘要
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