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粒子群优化算法(PSO)和matlab代码实现

粒子群算法是一种智能优化算法。关于智能,个人理解,不过是在枚举法的基础上加上了一定的寻优机制。试想一下枚举法,假设问题的解空间很小,比如一个函数 y = x^2 ,解空间在[-1,1],现在求这个函数的最小值,我们完全可以使用枚举法,比如在这里,在解空间[-1,1]上,取1000等分,也就是步长为0.002,生成1000个x值,然后代入函数中,找到这1000个最小的y就可以了。然而实际情况不是这样的,比如为什么选1000等分,不是1w,10w等分,很显然等分的越大,计算量也就越大,带来的解当然也就越精确,那么实际问题中如何去平衡这两点呢?也就是既要计算量小(速度快),也要准确(精度高),这就是智能算法的来源了,一般的智能算法基本上都是这样的,在很大的搜索空间上,即保证了速度快,也能比较好的找到最优解。

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粒子群优化算法(PSO)

粒子群算法是一种智能优化算法。关于智能,个人理解,不过是在枚举法的基础上加上了一定的寻优机制。试想一下枚举法,假设问题的解空间很小,比如一个函数 y = x^2 ,解空间在[-1,1],现在求这个函数的最小值,我们完全可以使用枚举法,比如在这里,在解空间[-1,1]上,取1000等分,也就是步长为0.002,生成1000个x值,然后代入函数中,找到这1000个最小的y就可以了。然而实际情况不是这样的,比如为什么选1000等分,不是1w,10w等分,很显然等分的越大,计算量也就越大,带来的解当然也就越精确,那么实际问题中如何去平衡这两点呢?也就是既要计算量小(速度快),也要准确(精度高),这就是智能算法的来源了,一般的智能算法基本上都是这样的,在很大的搜索空间上,即保证了速度快,也能比较好的找到最优解。

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ADRC学习

学习ADRC先从提出这个算法的论文《从 PID 技术到“自抗扰控制”技术》开始。 https://download.csdn.net/download/qq_34445388/10309935 调试四轮智能车,板球控制系统,两轮直立车,舵机控制,这些控制系统用的都是PID控制,虽然我已经有很多种改进方法,但是还是很难突破传统PID的限制,调节速度和超调一定同时存在,想要得到较好的控制效果,用现代控制理论解决,要知道精确的系统模型。从网上看到有ADRC这种综合了PID和现代模型的优势的控制算法,想要学习一下。 一、先回味一下传统的PID控制技术 PID控制技术相对于是非常简单的,很容易就理解了,基于误差进行控制,只要有误差,就会往无限逼近误差为零的方向调节。

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一文尽览 | 2023最新自动驾驶车辆控制全面综述!(状态估计/轨迹控制/框架应用等)

车辆控制是自动驾驶汽车、车联网和自动化汽车中最关键的挑战之一,在车辆安全、乘客舒适性、运输效率和节能方面至关重要。本次调查试图对车辆控制技术的现状进行全面彻底的概述,重点关注从微观层面的车辆状态估计和轨迹跟踪控制到宏观层面的CAV协同控制的演变。首先从车辆关键状态估计开始,特别是车辆侧滑角,这是车辆轨迹控制的最关键状态,以讨论具有代表性的方法。然后提出了用于AVs的符号车辆轨迹跟踪控制方法。除此之外,还进一步审查了CAV的协作控制框架和相应的应用程序。最后对未来的研究方向和挑战进行了讨论。本次调查旨在深入了解AVs和CAV车辆控制的最新技术,确定关键的重点领域,并指出进一步探索的潜在领域。

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电赛前期准备[通俗易懂]

根据竞赛的特点,我们可以将赛前培训可划分为条件准备 和实践训练两大部分。我们的讨论以赛前条件准备工作为主。 刘开华条件准备工作可划分为: 组织准备:主要是邀请指导教师、组建队伍,主攻方向确定。 知识准备:包括基础知识、专业知识、通用元器件应用知识和电子系统设计知识。 能力准备:创新能力,软件编程能力,电路设计与调试能力,系统设计、制作与调试能力,仪器使用与参数测试能力,文档、数据归纳整理总结能力等。 资料准备:包括文字资料(参考书籍、数据手册、常用小程序、常用算法)和材料准备(常用器件、元件、部件等)。 我们将任务分析清楚了,同学们目前可以开展什么工作就明确了。今天重点讲讲现在可以完成的赛前准备工作。 知识准备 ③通用元器件应用知识 文开墙 L 例如: ADC, DAC,运算放大器,最小系统(单片机,嵌入式),FPGA,常用传感器,电磁阀,继电器,电机,常用元件,接插件等等。 ④电子系统基本设计方法和注意事项。 确定选题后,通常首先是整体设计,然后是局部设计。同时要有系统的概念,即全局最优。 主要的赛前准备工作(3)能力准备①电路设计能力 绘图软件与仿真等软件;通用元器件的特点和应用原理(最小处理器系统) ;相关专用芯片的使用方法(选取原则)。②软件编程能力与选择的主攻方向有关,多多益善,上不封顶。③创新能力自主学习与知识使用能力,集成创新能力,分析问题与解决问题的能力等。

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基于粒子群优化算法的函数寻优算法研究_matlab粒子群优化算法

粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)是计算智能领域一种群体智能的优化算法。该算法最早由Kennedy和Eberhart在1995年提出的。PSO算法源于对鸟类捕食行为的研究,鸟类捕食时,找到食物最简单有效的策略就是搜寻当前距离食物最近的鸟的周围区域。PSO算法就是从这种生物种群行为特征中得到启发并用于求解优化问题的,算法中每个粒子都代表问题的一个潜在解,每个粒子对应一个由适应度函数决定的适应度值。粒子的速度决定了粒子移动的方向和距离,速度随自身及其他粒子的移动经验进行动态调整,从而实现个体在可解空间中的寻优。 假设在一个 D D D维的搜索空间中,由 n n n个粒子组成的种群 X = ( X 1 , X 2 , ⋯   , X n ) \boldsymbol{X}=(X_1,X_2,\dotsm,X_n) X=(X1​,X2​,⋯,Xn​),其中第 i i i个粒子表示为一个 D D D维的向量 X i = ( X i 1 , X i 2 , ⋯   , X i D ) T \boldsymbol{X_i}=(X_{i1},X_{i2},\dotsm,X_{iD})^T Xi​=(Xi1​,Xi2​,⋯,XiD​)T,代表第 i i i个粒子在 D D D维搜索空间中的位置,亦代表问题的一个潜在解。根据目标函数即可计算出每个粒子位置 X i \boldsymbol{X_i} Xi​对应的适应度值。第 i i i个粒子的速度为 V = ( V i 1 , V i 2 , ⋯   , V i D ) T \boldsymbol{V}=(V_{i1},V_{i2},\dotsm,V_{iD})^T V=(Vi1​,Vi2​,⋯,ViD​)T,其个体最优极值为 P i = ( P i 1 , P i 2 , ⋯   , P i D ) T \boldsymbol{P_i}=(P_{i1},P_{i2},\dotsm,P_{iD})^T Pi​=(Pi1​,Pi2​,⋯,PiD​)T,种群的群体最优极值为 P g = ( P g 1 , P g 2 , ⋯   , P g D ) T \boldsymbol{P_g}=(P_{g1},P_{g2},\dotsm,P_{gD})^T Pg​=(Pg1​,Pg2​,⋯,PgD​)T。 在每次迭代过程中,粒子通过个体极值和群体极值更新自身的速度和位置,即 V i d k + 1 = ω V i d k + c 1 r 1 ( P i d k − X i d k ) + c 2 r 2 ( P g d k − X i d k ) (1) V_{id}^{k+1}=\omega V_{id}^k+c_1r_1(P_{id}^k-X_{id}^k)+c_2r_2(P_{gd}^k-X_{id}^k)\tag{1} Vidk+1​=ωVidk​+c1​r1​(Pidk​−Xidk​)+c2​r2​(Pgdk​−Xidk​)(1) X i d k + 1 = X i d k + V k + 1 i d (2) X_{id}^{k+1}=X_{id}^k+V_{k+1_{id}}\tag {2} Xidk+1​=Xidk​+Vk+1id​​(2)其中, ω \omega ω为惯性权重; d = 1 , 2 , ⋯   , n d=1,2,\dotsm,n d=1,2,⋯,n; k k k为当前迭代次数; V i d V_{id} Vid​为粒子的速度; c 1 c_1 c1​和 c 2 c_2 c2​是非负的常数,称为加速度因子; r 1 r_1 r1​和 r 2 r_2 r2​是分布于 [ 0 , 1 ] [0,1] [0,1]区间的随机数。为防止粒子的盲目搜索,一般建议将其位置和速度限制在一定的区间 [ − X m a x , X m a x ] [-X_{max},X_{max}] [−Xmax​,Xmax​]、 [ − V m a x , V m a x ] [-V_{max},V_{max}] [−Vmax​,Vmax​]。

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领券