当算法迭代精度要求越高,搜索范围越广,维度越大时,算法寻优越难。若能成功找到最优解,则说明算法性能越好。实验中,1f 函数搜索范围[-100,100],2f 函数搜索范围[-600,600],3f 函数搜索范围[-30,30],通常步长递减因子的取值范围为[0,1],实验设置取值e =0.05,0.15,0.25,…,0.85,0.95。为降低随机性对实验结果的影响,本文对基准函数独立运行 20 次,取最优值、最差值和平均值作为对算法性能评估的标准。实验结果如表 4.2 所示。
第五章 总结与展望
5.1 总结
本文分别对粒子群算法和天牛须算法展开了研究,发现算法都存在一些优点和不足之处,例如:粒子群算法,由于其群体性,在精细搜索表现较好,但算法寻优精度低,后期搜索速度慢;天牛须算法全局搜索能力较好,但个体单一,丧失了丰富度与种群多样性,且单个个体在随机方向上搜索,可能会迷失。考虑将PSO算法与BAS算法有效结合,利用PSO算法的群体性使得BAS算法寻优时,填补了个体单一的缺陷,搜索到最优解的几率大大增加,同时也可将PSO算法的精细搜索与BAS的全局搜索融合,增强算法寻优性能。本文将这两种算法进行结合,并针对算法现有不足提出了相应的改进策略,并将改进算法加以应用,拓宽其应用领域。
提出天牛须和粒子群的混合算法 PSOBAS。利用 Logistic 混沌映射对种群初始化,产生高质量的初始解;将线性递减策略引入惯性权重,提高算法效率;对天牛步长递减因子引入指数递减策略,增强搜索性能;用天牛须搜索算法对粒子的初始位置进行更新,并计算粒子速度及位置。用六个基准函数对 PSOBAS 算法进行测试,并将该算法应用在四旋翼无人机的参数辨识上,PSOBAS 算法能在规定的迭代次数内有效的辨识到参数。
提出天牛须搜索策略引入 PSO 算法局部搜索的改进算法 W-K-BSO。选用线性微分递减惯性权重,提升算法性能;利用收缩因子和惯性权重协同控制算法全局和局部寻优性能;引入天牛位置增量对粒子的影响,设置新的速度更新规则。仿真实验对九个基准函数进行测试,结果表明,W-K-BSO 算法全程都表现出了较强的寻优能力,在各个维度上,跳出局部最优能力、收敛精度、算法稳定性上都有极大提升。将 W-K-BSO 算法用于进给伺服系统的 PID 优化,验证了算法的优越性和竞争性。
参考文献(略)