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使用粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)求解函数f(x)的最小值。理论上的最小值为0。
粒子群算法通过群体中的个体对信息的共享,使整个群体的运动在问题求解空间中产生从无序到有序的演化过程,从而获得最优解。
想象一群鸟在寻找食物,每只鸟都知道自己距离食物的远近,并知道群体中离食物最近的鸟的位置。通过不断调整方向,群体逐渐向食物靠近,最终找到食物位置。更新公式如下:v[i] = w * V[i] + c1 * rand() * (pbest[i] - X[i]) + c2 * rand() * (gbest[i] - X[i])其中:
粒子状态类:
初始化:
日志记录:记录迭代过程中粒子的适应值
粒子群算法主程序:
Python可视化:
实验结果图:
通过实验发现,粒子群算法在多次迭代后能够有效缩小函数值,逼近理论最小值0。实验中需要注意参数设置的合理性,特别是Vmax的调整对稳定性和收敛速度的影响。通过合理调节参数,能够更好地避免陷入局部最优解问题,实现更优的优化效果。
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