1.我要写一篇关于粒子群最优化算法(PSO)的论文,还需要一个关于这
摘自:人工智能论坛 1。
引言 粒子群优化算法(PSO)是一种进化计算技术(evolutionary computation),有Eberhart博士和kennedy博士发明。源于对鸟群捕食的行为研究 PSO同遗传算法类似,是一种基于叠代的优化工具。
系统初始化为一组随机解,通过叠代搜寻最优值。但是并没有遗传算法用的交叉(crossover)以及变异(mutation)。
而是粒子在解空间追随最优的粒子进行搜索。详细的步骤以后的章节介绍 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。
目前已广泛应用于函数优化,神经网络训练,模糊系统控制以及其他遗传算法的应用领域 2。 背景: 人工生命 "人工生命"是来研究具有某些生命基本特征的人工系统。
人工生命包括两方面的内容 1。 研究如何利用计算技术研究生物现象 2。
研究如何利用生物技术研究计算问题 我们现在关注的是第二部分的内容。 现在已经有很多源于生物现象的计算技巧。
例如, 人工神经网络是简化的大脑模型。 遗传算法是模拟基因进化过程的。
现在我们讨论另一种生物系统- 社会系统。 更确切的是, 在由简单个体组成的群落与环境以及个体之间的互动行为。
也可称做"群智能"(swarm intelligence)。 这些模拟系统利用局部信息从而可能产生不可预测的群体行为 例如floys 和 boids, 他们都用来模拟鱼群和鸟群的运动规律, 主要用于计算机视觉和计算机辅助设计。
在计算智能(computational intelligence)领域有两种基于群智能的算法。 蚁群算法(ant colony optimization)和粒子群算法(particle swarm optimization)。
前者是对蚂蚁群落食物采集过程的模拟。 已经成功运用在很多离散优化问题上。
粒子群优化算法(PSO) 也是起源对简单社会系统的模拟。 最初设想是模拟鸟群觅食的过程。
但后来发现PSO是一种很好的优化工具。 3。
算法介绍 如前所述,PSO模拟鸟群的捕食行为。设想这样一个场景:一群鸟在随机搜索食物。
在这个区域里只有一块食物。所有的鸟都不知道食物在那里。
但是他们知道当前的位置离食物还有多远。 那么找到食物的最优策略是什么呢。
最简单有效的就是搜寻目前离食物最近的鸟的周围区域。 PSO从这种模型中得到启示并用于解决优化问题。
PSO中,每个优化问题的解都是搜索空间中的一只鸟。我们称之为“粒子”。
所有的例子都有一个由被优化的函数决定的适应值(fitness value),每个粒子还有一个速度决定他们飞翔的方向和距离。 然后粒子们就追随当前的最优粒子在解空间中搜索 PSO 初始化为一群随机粒子(随机解)。
然后通过叠代找到最优解。在每一次叠代中,粒子通过跟踪两个"极值"来更新自己。
第一个就是粒子本身所找到的最优解。这个解叫做个体极值pBest。
另一个极值是整个种群目前找到的最优解。 这个极值是全局极值gBest。
另外也可以不用整个种群而只是用其中一部分最为粒子的邻居,那么在所有邻居中的极值就是局部极值。 在找到这两个最优值时, 粒子根据如下的公式来更新自己的速度和新的位置 v[] = v[] + c1 * rand() * (pbest[] - present[]) + c2 * rand() * (gbest[] - present[]) (a) present[] = persent[] + v[] (b) v[] 是粒子的速度, persent[] 是当前粒子的位置。
pbest[] and gbest[] 如前定义 rand () 是介于(0, 1)之间的随机数。 c1, c2 是学习因子。
通常 c1 = c2 = 2。 程序的伪代码如下 For each particle ____Initialize particle END Do ____For each particle ________Calculate fitness value ________If the fitness value is better than the best fitness value (pBest) in history ____________set current value as the new pBest ____End ____Choose the particle with the best fitness value of all the particles as the gBest ____For each particle ________Calculate particle velocity according equation (a) ________Update particle position according equation (b) ____End While maximum iterations or minimum error criteria is not attained 在每一维粒子的速度都会被限制在一个最大速度Vmax,如果某一维更新后的速度超过用户设定的Vmax,那么这一维的速度就被限定为Vmax 4。
遗传算法和 PSO 的比较 大多数演化计算技术都是用同样的过程 1。 种群随机初始化 2。
对种群内的每一个个体计算适应值(fitness value)。适应值与最优解的距离直接有关 3。
种群根据适应值进行复制 4。 如果终止条件满足的话,就停止,否则转步骤2 从以上步骤,我们可以看到PSO和GA有很多共同之处。
两者都随机初始化种群,而且都使用适应值来评价系统,而且都根据适应值来进行一定的随机搜索。两个系统都不是保证一定找到最优解 但是,PSO 没有遗传操作如交叉(crossover)和变异(mutation)。
而是根据自己的速度来决定搜索。粒子还有一个重要的特点,就是有记忆。
与遗传算法比较, PSO 的信息共享机制是很不同的。 在遗传算法中,染色体(chromosomes) 互相共享信息,所以整个种群的移动是比较均匀的向最优区域移动。
在PSO中, 只有gBest (or lBest) 给出信息给其他的粒子, 这是单向的信息流动。 整个搜索更新过程是跟随当前最优解的过程。
与遗传。
2.关于尘埃粒子的论文怎么写呀
我们知道大气的主要成份是氮气,约占78%,其次是氧气,约占21%,二氧化碳占0.25%,其余为其他气体和杂质等。
其它气体包含人们常说的氦、氖、氩、氙、氪等微量气体以及水蒸气。其它杂质指飘浮于空气中的灰尘、细菌、气溶剂等。
在通常情况下,空气是无色透明的,我们用肉眼在不经意中很难看到空气中的杂质。如果一缕阳光照射到屋内,此时你可以看到原本透明的空气,在阳光的照射下,尘埃粒子经光线折射、反射等作用,明显地飘浮于空气中,大大小小、密密麻麻。经科学统计,在室内环境下,每立方米的空气中,大于0.5μ以上的尘埃粒子粒子数大约为4000万~5000万个。而依附于尘埃粒子粒子中的细菌更是不计其数。
在空压机的作用下,如果不考虑与外界的热交换,依据相关公式的计算,原本常压状态下的4.8米3的空气,经压缩至0.8Mpa(表压)时,其体积最终被压缩成1米3。仅此过程即可得知,经压缩后的0 .8Mpa压力的气体,每立方米将会有19200万~24000万个大于0.5μ以上的尘埃粒子粒子。
尘埃粒子具有散射、反射光线和凝聚水汽等作用。光线只能直线传播,而数以亿计的尘埃粒子将光线散射、反射到四面八方,使世界呈现一片光明。当太阳辐射在大气中遇到空气分子或尘埃粒子时,就会发生散射作用。日出前的黎明、日落后的黄昏,在树阴下,在房间里,凡是阳光不能直射的地方,天空仍是明亮的,正是由于散射作用使得太阳辐射以空气分子、水汽和尘埃粒子的质点为中心,向四面八方传播,从而改变了太阳辐射的方向,使一部分太阳辐射到了没有被太阳光直接照射的地方。晴朗的天空,特别是雨过天晴时,天空呈现蔚蓝色;阴天,天空呈现灰白色,也正是尘埃粒子的散射作用形成的。
尘埃粒子具有反光镜的作用,把投射在它上面的一部分太阳辐射又反射到宇宙空间。夏季,当天空中的尘埃粒子增多时,白天的气温不会太高,也是这个原因。尘埃粒子还能阻挡一些有害射线进入地球。同时,城市上空的雾比郊区多,其原因就是城市空气中的尘埃粒子多于郊区。
尘埃粒子是吸湿性的微粒,可作为凝结核,使周围水汽在它上面凝结。因此,地球上的水汽不断蒸发,尘埃粒子在上空将水汽凝聚在一起,逐渐增多,于是形成降雨和降雪。假如世界上“一尘不染”,地球上昼夜温差将更会增大,也不再会有降雨和降雪了。
3.粒子群算法PSO写论文,有没有哪些创新点可以加进去
粒子群算法,也称粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization),缩写为 PSO, 是近年来发展起来的一种新的进化算法(Evolutionary Algorithm - EA)。
PSO 算法属于进化算法的一种,和模拟退火算法相似,它也是从随机解出发,通过迭代寻找最优解,它也是通过适应度来评价解的品质,但它比遗传算法规则更为简单,它没有遗传算法的"交叉"(Crossover) 和"变异"(Mutation) 操作,它通过追随当前搜索到的最优值来寻找全局最优。这种算法以其实现容易、精度高、收敛快等优点引起了学术界的重视,并且在解决实际问题中展示了其优越性。
粒子群算法是一种并行算法。