粒子群算法(1)----粒子群算法简介一、粒子群算法的历史 粒子群算法源于复杂适应系统(Complex Adaptive System,CAS)
CAS 理论于 1994 年正式提出,CAS 中的成员称为主体
比如讨论鸟群系统,每个鸟在这个系统中就称为主体
主体有适应性,它能够与环境及其他的主体进行沟通,并且根据沟通的过程“学习”或“积累经验”改变自身结构与行为
整个系统的演变或进化包括:新层次的产生(小鸟的出生);分化和多样性的出现(鸟群中的鸟分成许多小的群);新的主题的出现(鸟寻找食物过程中,不断发现新的食物)
所以 CAS 系统中的主体具有 4 个基本特点(这些特点是粒子群算法进展变化的依据): 首先,主体是主动的、活动的
主体与环境及其他主体是相互影响、相互作用的,这种影响是系统进展变化的主要动力
环境的影响是宏观的,主体之间的影响是微观的,宏观与微观要有机结合
最后,整个系统可能还要受一些随机因素的影响
粒子群算法就是对一个 CAS 系统---鸟群社会系统的讨论得出的
粒子群算法( Particle Swarm Optimization, PSO)最早是由 Eberhart 和 Kennedy 于 1995 年提出,它的基本概念源于对鸟群觅食行为的讨论
设想这样一个场景:一群鸟在随机搜寻食物,在这个区域里只有一块食物,所有的鸟都不知道食物在哪里,但是它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 算法就从这种生物种群行为特性中得到启发并用于求解优化问题
在 PSO 中,每个优化问题的潜在解都可以想象成 d 维搜索空间上的一个点,我们称之为“粒子”(Particle),所有的粒子都有一个被目标函数决定的适应值(Fitness Value ),每个粒子还有一个速度决定他们飞行的方