动态拓扑结构混合粒子群算法及其应用

TP273; 针对传统粒子群算法面对较高维度参数整定问题时所表现出的寻优速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出一种动态环形拓扑结构混合粒子群算法(DynRing-hfpso).该算法以粒子群算法为基底,融合萤火虫算法的优点,通过定义选择逻辑使粒子在迭代过程中各自独立地交替进行全局搜索与局部探索,并以自适应的粒子速度与位置约束方法提高算法在迭代过程中信息的利用率.对粒子群拓扑结构进行改进,以动态多邻域环形拓扑结构提高搜索空间覆盖能力,均衡收敛速度.设置动态性能分析以及消融实验,验证算法中粒子分布质量与改进措施的有效性.采用分数阶比例-积分-微分(FOPIλDμ)控制下的速度伺服系统作为应用场景,将...

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Published in计算机科学与探索 Vol. 18; no. 8; pp. 2065 - 2079
Main Authors 王浩丞, 李凌
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 湘潭大学 物理与光电工程学院,湖南 湘潭 411105%湘潭大学 物理与光电工程学院,湖南 湘潭 411105 01.08.2024
苏州中科华影健康科技有限公司,江苏 苏州 215123
Subjects
ring topology
自整定
分数阶PID
环形拓扑结构
粒子群算法
fractional order PID(proportion integra-tion differentiation)
firefly algorithm
particle swarm optimization
self-tuning
萤火虫算法
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ISSN1673-9418
DOI10.3778/j.issn.1673-9418.2305101

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Summary:TP273; 针对传统粒子群算法面对较高维度参数整定问题时所表现出的寻优速度慢、易陷入局部最优解的问题,提出一种动态环形拓扑结构混合粒子群算法(DynRing-hfpso).该算法以粒子群算法为基底,融合萤火虫算法的优点,通过定义选择逻辑使粒子在迭代过程中各自独立地交替进行全局搜索与局部探索,并以自适应的粒子速度与位置约束方法提高算法在迭代过程中信息的利用率.对粒子群拓扑结构进行改进,以动态多邻域环形拓扑结构提高搜索空间覆盖能力,均衡收敛速度.设置动态性能分析以及消融实验,验证算法中粒子分布质量与改进措施的有效性.采用分数阶比例-积分-微分(FOPIλDμ)控制下的速度伺服系统作为应用场景,将该算法与其他四种算法进行对比.结果表明,DynRing-hfpso算法较已有的元启发式优化算法有更快的收敛速度与更优的收敛精度,且在多次实验中展现出更强的鲁棒性.
ISSN:1673-9418
DOI:10.3778/j.issn.1673-9418.2305101