多目标优化问题的粒子群算法及其性能分析

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:austdqxy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多目标优化问题广泛地存在于实际工作和科研中的诸多领域。所以,对于多目标优化算法的研究一直以来都是倍受人们的关注。随着科技时代的不断发展,尤其是计算机科学技术的飞速发展,也促进了求解最优化方法的迅速发展。而其中较为成熟的一类算法就是进化算法。人们根据自然界生物进化的规律设计出了进化算法,其中像遗传算法、模拟退火算法、神经网络、蚁群算法以及粒子群算法,都是通过被学者不断的研究,经历着一代又一代的改进,来求解更多领域,更加复杂的优化问题。在遗传算法中最为经典的算法就是NSGA-II算法。该算法降低了之前算法的计算复杂度,同时还能提高非支配解在真实Pareto前端的均匀分布性。但是,该算法依然存在某些不足和缺陷,例如:在较高纬度上出现精度不高。而粒子群算法具有流程简单,收敛速度快,搜索效率高等优势,不仅能求解单目标优化问题,同时在求解多目标优化问题上也有不俗的表现。多目标粒子群优化算法依托基本粒子群算法的设计理念,结合Pareto支配关系来选择最优解。用外部档案集来存储找到的非支配解,并从中选出全局向导。并且通过限制档案规模,对于档案集进行拥挤距离的降序排列,来删除超出规模的非支配解的方法降低运算成本。通过加入扰动因子来保持种群的多用性。并且,为了进一步提高粒子群算法的运行速度,运用了竞争机制来快速得到非支配解集和外部档案集。根据实验结果分析改进前与改进后多目标粒子群算法的好坏,也同时将这两种算法与经典遗传算法NSGA-II进行对比,分析算法的优劣。本文主要是在Matlab环境下进行的数值实验分析,通过比较算法求解一次多目标优化问题的平均运行时间,和对比各算法计算出的Pareto前端与真实Pareto前端的平均距离以及度量相邻目标向量的距离方差来反映各算法的好坏。通过实验结果得出:多目标粒子群算法的运行速度、以及解的收敛性和分布性都要好于NSGA-II算法。并且,改进后的多目标粒子群算法大大提高了搜索效率,降低了运行时间。其中选择的标准测试函数分别是双目标函数ZDT-1、ZDT-2、ZDT-3和三目标函数DTLZ-2、DTLZ-7。
其他文献
在当今信息化社会,英语作为一种主要的国际通用语言正扮演着越来越重要的角色。同时,大学英语教学的重要性也愈来愈凸显出来。我国教育部2007年颁布的《大学英语课程教学要求
在经不断发展变化的的思政教育活动过程当中,往往在语言使用和研究上面是不能同步的,后者远远滞后于前者。思想政治教育话语的研究是最近几年才被关注的。我国正处于社会转型
比较社会科学和自然科学在研究对象、研究方法、科学基础与“认识旨趣”、理论特征、理论与实践的关系等5个方面的差异。认为研究对象上的差异处于核心地位。现代社会科学的
<正> 以言语参与为动力,层层推进求深入 人们习惯地认为阅读只是吸收;其实,阅读过程中,有言语活动的全面参与,从而成为阅读理解的关键,应引起充分注意。 阅读学原理告诉我们,
工具和备件作为焊管生产管理中的重要资源,直接与生产正常运行密切相关。它们的合理使用及优化管理不仅直接关系到生产成本,还将影响到MES的执行效力。在焊管厂实施车间信息化
内部动机与外部动机的关系问题在20世纪90年代重新成为动机研究的热点。该文综述了内部动机与外部动机关系的实验研究与理论研究状况。认为实验研究经历了外部动机削弱内部动
由于抗菌药物的长期不合理使用,临床中耐药菌株不断地出现,导致常用的有效抗菌药物疗效降低甚至失效,然而,细菌的耐药现象并不只局限于抗生素,早已扩展到了消毒剂。与耐抗生
清末革命党人的暗杀活动,不仅仅在当时具有重要的影响,对辛亥革命的成功具有很大的促进作用,而且其余风流变也对民初的政局震动颇深。暗杀的兴起,源于对俄国虚无党人的艳羡与