环形拓扑多目标粒子群优化器:解决多模态多目标问题新方法

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"使用环形拓扑的多目标粒子群优化器解决多模态多目标问题" 本文主要介绍了一种新的多目标粒子群优化器(MOPSO),该优化器针对具有多个帕累托最优解的多模态多目标优化问题进行设计。在多模态多目标问题中,可能存在多个帕累托最优解对应于相同的函数值。环形拓扑的概念被引入到粒子群优化算法中,以增强算法的稳定性,并帮助识别更多的帕累托最优解。 传统的粒子群优化算法在处理多模态问题时可能会遇到困难,因为它们可能无法有效地探索和维护多样性的解集。为了解决这个问题,该论文提出了一种基于索引的环形拓扑结构。在这种结构中,粒子按照特定的顺序排列,形成一个循环网络,使得信息交换更加均匀,有助于发现更多局部最优解,从而增加找到全局最优解的概率。 此外,为了评估决策空间和目标空间中的解分布质量,该方法采用了一种特殊的拥挤距离概念作为密度度量标准。拥挤距离是一种衡量解之间密度的方法,它可以帮助优化器在保持多样性的同时避免早熟收敛。通过调整这个度量,算法可以更好地平衡探索与开发,从而在决策空间和目标空间中获得更好的解分布。 为了验证新算法的性能,作者们设计了新的多模态多目标优化测试函数,并提出了一个新颖的性能指标。这些测试函数旨在模拟实际问题的复杂性,而新的性能指标则用于更全面地评估算法在寻找并维持帕累托前沿的能力。通过与其他知名多目标优化算法的比较,研究证明了所提出的环形拓扑MOPSO在解决此类问题上的优越性。 这篇研究论文为多模态多目标优化问题提供了一个有效的解决方案,通过创新的环形拓扑结构和拥挤距离策略,提高了算法在寻找和维持帕累托最优解集的效率和质量。这一工作对于多目标优化领域的理论研究和实际应用都具有重要的参考价值。