第5卷第4期 智能系统学报 Vol.5 No.4 2010年8月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Aug.2010 doi:10.3969/i.i8sn.1673-4785.2010.04.009 均匀粒子群算法 刘宏达，马忠丽 (哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001) 摘要：由于粒子群算法本质上的随机性，其搜索质量和速度也呈随机性.这使得普通的粒子群算法难以满足某些 需要快速优化的工程需要.利用均匀设计方法产生S0算法的初始种群（或关键代次种群），可以使种群中的粒子在 搜索空间分布更均匀，更好地保持分散性.算法中给出了4种种群的生成方案，通过测试和对比分析表明：基于值域 分割的均匀设计种群生成法能使算法的搜索效果最好；算法可以在不丧失搜素精度和效率的前提下，提高搜素效率 和搜索精度的稳定性，有效减少粒子聚集和早熟的发生。 关键词：粒子群；均匀设计；实时优化；关键代次种群 中图分类号：文献标识码：A文章编号：16734785(2010)04033606 A particle swarm optimization algorithm based on uniform desig LIU Hong-da,MA Zhong-li College of Automation,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China) Abstract:In a normal PSO algorithm,particle populations are usually produced randomly,leading to variations in search quality and speed.Such algorithms cannot be used to solve engineering problems that must be optimized quickly.In order to solve such problems,a PSO algorithm based on uniform design was used to generate initial PSO populations.This made the distribution of particles more uniform in the search space.Four methods for generation of particle swarms were studied.Test results showed that search precision was considerably improved if the genera- tion of a particle swarm by the uniform design method was based on value range division.That method maintained search efficiency and precision,stabilized search efficiency and precision,and reduced the possibility of swarm ag- gregation and premature convergence. Keywords:PSO;uniform design;real-time optimization;key population 目前优化算法的研究主要集中在搜索算法上，群优化算法.PS0算法的简洁性和快速性使它一 搜索算法分为确定性搜索法和随机性搜索法2种. 经提出便引起世界上许多研究者的极大关注， 在确定性搜索算法寻优过程中，一个搜索点到另一 由于粒子群算法种群产生的随机性，算法的搜 个搜索点的转移有确定的方法和规则，计算受初始 索质量和速度也呈随机性，一次测量不能反映粒子 点的影响较大，典型代表是禁忌搜索.随机性搜索算 群算法的性能，所以一般都是通过多次测量以均值 法在算法中加入随机性因素，并以一定概率接受比 和标准差的形式给出.但是，在某些需要实时优化的 当前解更差的解，所以计算不受初始点限制且提高 工程中，工作条件不允许进行多次优化.对这类问 了全局寻优性能，典型代表是模拟退火、免疫算法、 题，能否在算法搜索质量不会降低的情况下，能显著 蚁群算法和粒子群算法等. 提高算法解的稳定性和集中性，是研究的出发点， Kennedy和Eberhart(1995)受鸟群和鱼群运动 搜索算法初始种群的确定问题其实是一个如何 启发，并借用人类的决策过程中所采用的个体学习 利用有限个体来全面科学地表征所求问题解空间特 与文化传递的观念，将其用于优化问题，提出了粒子 征的优化设计问题.算法初始种群的确定间题实质 上是一个如何利用有限的个体来全面科学地表征问 收稿日期：20090905. 通信作者：刘宏达.E-mail:imhd405@163.com 题解空间特征的优化设计问题2.显然，对于初始