优化算法笔记(四)粒子群算法(2)

(已合并本篇内容至粒子群算法(1))

3.粒子群算法模型

介绍完了粒子群算法的流程,再来详细介绍一下粒子群算法的模型。
  鸟群有三个决定其搜索结果的参数
  C1:自我学习因子
  C2:全局学习因子
  W:惯性系数
  maxV:最大速率。
  对于每只鸟,有两个属性:
  位置:X_i^t=(x_{i,1}^t,x_{i,2}^t,...,x_{i,D}^t)
  速度:V_i^t=(v_{i,1}^t,v_{i,2}^t,...,v_{i,D}^t)
  其中t表示第t次迭代(第t次开会),i表是这只鸟的序号是i,D表示搜索空间的维度,对于鸟群来说D=2(在平面内搜寻)。
  其速度更新公式如下:
  v_{i,d}^{t+1}=v_{i,d}^t+r_1C_1(P_{i,d}^t-x_{i,d}^t)+r_2C_2(G_{i,d}^t-x_{i,d}^t)
   r_1,r_2表示均匀分布在(0,1)内的随机数。
  位置更新公式如下:
  x_{i,d}^{t+1}=x_{i,d}^t+v_{i,d}^{t+1}

4.实验初步

上面都是些什么鬼,完全看不懂……,很正常,下面我们来个例子看看上面那些都是什么东西。
  C1:自我学习因子,就是一只鸟飞向自己到过的最优位置的权重,可以理解为C1越大,该鸟飞向自己到过的最优位置的意愿越强烈。
  C2:全局学习因子,也叫社会学习因子,即一只鸟飞向群体到过的最优位置的权重, C2越大,该鸟飞向群体到过的最优位置的意愿越强烈。


  如上图,假设随机变量r1=r2=1,如果该鸟当前速度V=0,C1=C2=1时,,则该鸟的速度为A->B,它将飞到B点,若C1=0,C2=1,则该鸟将飞到G点,若C1=1,C2=0,则鸟将飞到P点。

  一般,取C1=C2=2,由于r1和r2为(0-1)的随机数,在速度V=0的情况下,该鸟可能从点A飞到平行四边形ADEC内的任一位置,其中AG=GD,AP=PC。点B为该鸟飞向的期望位置。
  W为惯性系数,即鸟在下一次飞行时将会以上一次的速度为基础,根据自己的意愿的出最终的速度。
  举个简单的例子,搜索平面内距点M最近的点。这是一个二维的问题,假设M的坐标为(a,b),我们可以该问题转化为求使的值最小的一组解,那么粒子群算法的适应度函数为。
  实验开始了

参数
问题维度(维度) 2
鸟的数量(种群数) 20
开会次数(最大迭代次数) 50
C1 2
C2 2
W 1
maxV 5
取值范围 (-100,100)

为了方便求解我们设M点为原点,即a=b=0。


此时问题为在上图的区域内寻找距原点最近的点的坐标。我们看一下粒子群算法的寻找过程。

  可以发现所有的小鸟都向着我们的目标点不断的靠近。它们最终收敛在了一个很小的范围内。我们所得到的最终的结果是(0.01559301434688,-0.113289020661651),该点距原点距离为的平方为0.014876507,虽然很近了,但这可不是一个较好的结果。
  虽然小鸟们已经聚集在了最优点附近的小范围内,但却没有进一步向原点靠近。这是为什么呢,下一节我们一起来研究一下。
目录
上一篇 优化算法笔记(三)粒子群算法(1)
下一篇 优化算法笔记(五)粒子群算法(3)

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
禁止转载,如需转载请通过简信或评论联系作者。
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 215,723评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,003评论 3 391
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 161,512评论 0 351
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,825评论 1 290
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,874评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,841评论 1 295
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,812评论 3 416
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,582评论 0 271
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,033评论 1 308
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,309评论 2 331
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,450评论 1 345
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,158评论 5 341
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,789评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,409评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,609评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,440评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,357评论 2 352

推荐阅读更多精彩内容