粒子群算法属于智慧算法的一类,与该类算法类似的还有蚁群算法,遗传算法等。大家可以将这几种算法进行比较。
粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)属于进化算法的一种,是通过模拟鸟群捕食行为设计的。从随机解出发,通过迭代寻找最优解,通过适应度来评价解的品质。在这里,我们举一个例子来深入理解一下该算法:假设有一鸟群,在一座岛上某个地方放有食物,但是鸟群并不知道食物在哪,只是知道与食物之间的距离。这时候鸟儿们很聪明,它们在目前距离食物最近的鸟的周围搜索,这样它们可以更好更快的找到食物。
所有的粒子具有一下两个属性:
- 位置v
- 速度x
PSO初始化为一群随机粒子(随机解),然后通过迭代找到最优解。在每一次迭代种,粒子通过跟踪两个“极值”来跟新自己。第一个就是粒子本身所找到的最优解pbest;另一个极值是整个种群目前找到的最优解,及全局极值gbest。粒子通过下面的公式来更新自己速度和位置:
速度变换公式:
vi+1=w∗vi+c1∗rand1∗(pbesti−xi)+c2∗rand2∗(gbesti−xi)v_{i+1}=w*v_i+c_1*rand_1*(pbest_i-x_i)+c_2*rand_2*(gbest_i-x_i)vi+1=w∗vi+c1∗rand1∗(pbesti−xi)+c2∗rand2