基于多策略融合改进粒子群算法的路径规划研究 被引量：8

1

作者 陈旭东 杨光永 +1 位作者 徐天奇 樊康生 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期44-50,共7页

针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimizat... 针对传统粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)在路径规划中易陷入局部最优使得规划路径较长以及搜索后期由于种群多样性降低容易陷入停滞等问题,提出一种多策略融合粒子群算法(multi-strategy fusion particle swarm optimization,MFPSO)并将其应用于路径规划中。首先,利用中垂线算法(midperpendicular algorithm)的粒子位置更新方法提升粒子的收敛速度;其次,在最优粒子附近采用生成爆炸粒子的策略使算法跳出局部最优;然后,引入线性动态惯性权重调整方法,增加算法的搜索能力;最后,在路径规划应用中采用全局最优解局部搜索策略,在算法后期得出的最优路径再进行局部搜索得出更优的路径,增加机器人路径规划能力。仿真结果表明,多策略融合粒子群算法在路径规划中具有更高的路径搜索能力。 展开更多

关键词 路径规划 中垂线算法 爆炸粒子 全局最优解局部搜索

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改进GSA算法在机器人路径规划中的应用研究 被引量：1

2

作者 樊康生 杨光永 徐天奇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第7期44-50,共7页

针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精... 针对万有引力搜索算法(GSA)收敛精度低和易陷入局部最优等问题,提出一种改进万有引力搜索算法(IGSA)。引入当前迭代次数t动态调整引力常数,以增强算法逃离局部最优能力;基于边界值改进粒子越界处理策略,以保留粒子多样性,提高算法收敛精度;同时,将中垂线算法用于游离粒子的位置更新,以加速游离粒子的收敛;为适应前述策略,提出自适应权重因子更新粒子位置策略,以提高算法的收敛速度。算法在10个基准测试函数上的结果表明,改进算法在稳定性、收敛速度和精度方面具有较大优势。最后将改进算法应用于机器人路径规划,并与其他智能仿生算法进行路径规划仿真对比实验,结果表明本文改进算法规划路径更短、拐点更少、搜索效率更高。 展开更多

关键词 引力常数 中垂线算法 自适应权重因子 路径规划

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改进瞪羚算法在机器人路径规划中的应用研究

3

作者 樊康生 杨光永 徐天奇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第10期50-56,62,共8页

针对瞪羚优化算法(gazelle optimization algorithm, GOA)收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种改进瞪羚优化算法(IGOA)。首先,将Logistic混沌映射用于种群初始化,增加粒子多样性以提高算法逃离局部最优能力;其次,以迭代次数t为... 针对瞪羚优化算法(gazelle optimization algorithm, GOA)收敛速度慢和易陷入局部最优等问题,提出一种改进瞪羚优化算法(IGOA)。首先,将Logistic混沌映射用于种群初始化,增加粒子多样性以提高算法逃离局部最优能力;其次,以迭代次数t为系统参数构造正余弦扰动算子和跳跃步长权重因子用于更新粒子位置,以加快算法收敛速度;同时,改进捕食者累积效应表达式以提高算法收敛精度;最后,基于粒子上下边界改进越界粒子位置,以提高算法收敛精度。将改进算法与传统GOA算法以及4个先进算法在8个标准测试函数上进行对比实验,结果表明改进算法在收敛精度和收敛速度方面优势明显。将改进算法用于机器人路径规划,结果表明改进算法搜索效率更高、收敛速度更快和规划路径更短。 展开更多

关键词 瞪羚优化算法 混沌映射 扰动算子 路径规划

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基于改进粒子群算法的PID控制参数优化 被引量：3

4

作者 黄训爱 杨光永 +2 位作者 樊康生 陈旭东 徐天奇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期89-92,98,共5页

针对传统粒子群算法存在收敛速度慢,收敛精度低以及易陷入局部最优的问题,提出了一种融合中垂线策略的中垂线粒子群算法(MAPSO),同时引入惯性权重余弦调整策略,避免算法陷入局部最优。基于中垂线策略的游离粒子位置更新方法,能够加快粒... 针对传统粒子群算法存在收敛速度慢,收敛精度低以及易陷入局部最优的问题,提出了一种融合中垂线策略的中垂线粒子群算法(MAPSO),同时引入惯性权重余弦调整策略,避免算法陷入局部最优。基于中垂线策略的游离粒子位置更新方法,能够加快粒子的收敛速度,从而增强算法的寻优速度和寻优精度。将改进的粒子群算法用于PID控制器参数优化,与Ziegler-Nichols(Z-N)公式法、线性递减惯性权重粒子群优化算法(MeanPSO)进行对比实验,结果表明中垂线粒子群算法精度更高,能够快速地整定PID参数,使控制系统响应函数性能指标更好。 展开更多

关键词 中垂线策略 粒子群 游离粒子 PID控制器参数优化

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改进海洋捕食者算法的机器人路径规划研究 被引量：2

5

作者 黄训爱 杨光永 +1 位作者 樊康生 徐天奇 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第1期355-367,共13页

为解决海洋捕食者算法(MPA)收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优的问题,提出一种多策略改进海洋捕食者算法(IMPA)。引入Logistic混沌映射初始化种群,增加捕食者种群多样性;基于当前迭代次数t的自适应移动步长动态调整策略,增强算法... 为解决海洋捕食者算法(MPA)收敛速度慢、收敛精度低、易陷入局部最优的问题,提出一种多策略改进海洋捕食者算法(IMPA)。引入Logistic混沌映射初始化种群,增加捕食者种群多样性;基于当前迭代次数t的自适应移动步长动态调整策略,增强算法逃离局部最优的能力;在IMPA迭代后期,加入中垂线算法(MA),基于中垂线策略的游离粒子位置更新方法,能够加快更新捕食者的位置,增强算法的寻优速度和寻优精度,避免算法陷入局部最优。最后通过改变IMPA阶段转换寻优过程,进一步平衡搜索过程,加强全局与局部适应性。选用6个基准测试函数对算法性能进行测试,测试结果显示:IMPA收敛速度更快,收敛精度更高;最后将改进算法应用于移动机器人路径规划,仿真结果表明:该算法规划的路径长度更短,搜索效率更高。 展开更多

关键词 混沌映射 中垂线算法 移动步长 游离粒子 路径规划

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基于多策略人工蜂鸟优化PF的SLAM研究

6

作者 蔡艳 杨光永 +1 位作者 樊康生 徐天奇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第4期92-97,共6页

针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集... 针对粒子滤波算法(PF)重采样导致粒子贫乏及需增加粒子数以提高估计精度的问题,提出一种基于多策略人工蜂鸟算法优化的粒子重组粒子滤波算法。首先,引入中垂线算法提高人工蜂鸟算法收敛速度,通过其智能觅食机制,使得最优粒子引导粒子集向高似然区域移动,以此提高估计精度;其次,实时计算最优粒子附近的粒子密度,当密度大于设置的区域搜索阈值时引入Levy飞行策略以扩大搜索空间,当其大于最大密度值时,自适应调整迭代次数;最后,重采样阶段将筛选后保留的粒子与剩余粒子重新组合成新的粒子,以此增加粒子多样性。通过仿真实验检验改进算法在SLAM中的性能,结果表明该算法较其他3种算法相比,其位姿与路标估计精度更高且鲁棒性更佳。 展开更多

关键词 粒子滤波 人工蜂鸟算法 中垂线算法 自适应调整 Levy飞行 SLAM

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多策略融合的改进万有引力搜索算法 被引量：2

7

作者 樊康生 杨光永 +2 位作者 吴大飞 汪军 徐天奇 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2023年第12期3592-3598,共7页

为解决传统万有引力搜索算法(GSA)易陷入局部最优和开发能力弱等问题,提出了一种多策略融合的改进万有引力搜索算法(MFGSA)。首先,提出动态调整引力常数G的更新策略,以增强算法的探索能力和收敛精度;其次,为保留粒子的多样性,提出了基... 为解决传统万有引力搜索算法(GSA)易陷入局部最优和开发能力弱等问题,提出了一种多策略融合的改进万有引力搜索算法(MFGSA)。首先,提出动态调整引力常数G的更新策略,以增强算法的探索能力和收敛精度;其次,为保留粒子的多样性,提出了基于对称思想的粒子越界处理策略,以提高算法的收敛精度;为适应前两个策略,还引入精英思想,用最优粒子改善最差粒子位置策略,以避免算法陷入局部最优;同时,提出了自适应因子更新粒子速度和位置策略,以提高算法的收敛速度。为验证改进算法的性能,将改进算法与传统万有引力搜索算法和其他四种改进万有引力搜索算法在10个基准函数上进行了对比实验,结果表明MFGSA在收敛速度、搜索精度方面优势较大,表明MFGSA性能的优越性。 展开更多

关键词 多策略融合 改进万有引力搜索算法 引力常数 自适应因子

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论域非原点对称的等效变论域模糊PID控制 被引量：2

8

作者 樊康生 杨光永 +1 位作者 吴大飞 徐天奇 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第11期75-81,共7页

传统变论域模糊PID控制器需对模糊控制器内部的论域进行伸缩,设计复杂度高,实现难度大。为解决该问题,文章提出不改变模糊控制器内部的论域,只改变模糊控制器的输入输出进而达到等效变论域效果的控制策略。同时针对目前论域伸缩的方法... 传统变论域模糊PID控制器需对模糊控制器内部的论域进行伸缩,设计复杂度高,实现难度大。为解决该问题,文章提出不改变模糊控制器内部的论域,只改变模糊控制器的输入输出进而达到等效变论域效果的控制策略。同时针对目前论域伸缩的方法仅适用于原点对称论域的局限性,提出一种非原点对称论域内变量伸缩后位置的确定方法。以一种采用伺服电机和滚珠丝杠为传动机构的系统为例,设计了等效变论域模糊PID控制器。通过Matlab/Simulink仿真对比实验验证了等效变论域模糊PID控制器的可行性,并证明相较于传统模糊PID控制器、PID控制器和传统变论域模糊PID控制器,等效变论域模糊PID控制器具有更快的响应速度和更强的抗干扰能力,控制性能更佳。 展开更多

关键词 非原点对称 控制策略 变论域模糊PID控制 伺服电机 仿真实验

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一种改进启发函数的A^(*)算法

9

作者 樊康生 杨光永 +2 位作者 黄训爱 陈旭东 徐天奇 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期52-57,共6页

针对传统A^(*)算法路径搜索节点多和转折角度大的问题,提出一种改进启发函数的A^(*)算法.首先,基于子节点到目标节点的距离改进启发函数表达式;其次,以子节点到目标节点障碍物占地面积与子节点到目标节点地图总面积比值构造的动态权重... 针对传统A^(*)算法路径搜索节点多和转折角度大的问题,提出一种改进启发函数的A^(*)算法.首先,基于子节点到目标节点的距离改进启发函数表达式;其次,以子节点到目标节点障碍物占地面积与子节点到目标节点地图总面积比值构造的动态权重因子调整启发函数;最后,以启发函数构造累积代价函数的权重因子.结果表明,相比其他5种路径规划算法,改进后A^(*)算法可有效减少搜索节点数,提高搜索效率,降低路径转折角度. 展开更多

关键词 搜索节点 A^(*)算法 启发函数 动态权重因子

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多策略融合的改进粒子群优化算法 被引量：23

10

作者 吴大飞 杨光永 +1 位作者 樊康生 徐天奇 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第11期3358-3364,共7页

为解决传统粒子群算法收敛精度低、收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出了一种多策略融合的改进粒子群算法。首先,设计了一种基于中垂线算法的游离粒子位置更新方法,加快了游离粒子的收敛速度;其次,设计了一种在最优粒子附近生成爆... 为解决传统粒子群算法收敛精度低、收敛速度慢和易陷入局部最优的问题,提出了一种多策略融合的改进粒子群算法。首先,设计了一种基于中垂线算法的游离粒子位置更新方法,加快了游离粒子的收敛速度;其次,设计了一种在最优粒子附近生成爆炸粒子的策略,以增强算法的寻优精度和寻优速度,为适应前两个策略,还设计了一种仅依靠全局最优粒子位置的粒子速度更新策略;最后,将基于概率分层的简化粒子群优化算法的惯性权重和粒子位置更新方法用于本算法。与其他五种改进粒子群算法进行了对比实验,结果表明提出的改进算法无论是处理低维问题还是高维问题表现均具有较大优势,性能更优越。 展开更多

关键词 改进粒子群优化算法 多策略融合 中垂线算法 爆炸粒子

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基于IINFO的粒子重组FastSLAM在SLAM中的研究

11

作者 蔡艳 杨光永 +1 位作者 樊康生 徐天奇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第9期31-34,38,共5页

针对FastSLAM算法需要增加粒子数提高精度以及重采样导致的粒子多样性缺失的问题,提出一种改进INFO(向量加权平均算法)优化的粒子重组FastSLAM算法。首先,在预测粒子集时加入最新时刻的观测信息并通过INFO计算粒子适应度值,为增强INFO... 针对FastSLAM算法需要增加粒子数提高精度以及重采样导致的粒子多样性缺失的问题,提出一种改进INFO(向量加权平均算法)优化的粒子重组FastSLAM算法。首先,在预测粒子集时加入最新时刻的观测信息并通过INFO计算粒子适应度值,为增强INFO跳出局部最优的能力,对最优个体进行柯西变异;其次,通过改进INFO寻优能力强,收敛速度快的特性更新预测粒子集,使得在计算权重前粒子集的位姿就更接近期望值,以此提高估计精度;最后,重采样阶段将筛选后保留的粒子与剩余粒子重新组合成新的粒子,以此增加粒子多样性。仿真实验结果表明,IINFO-FastSLAM算法较FastSLAM、INFO-FastSLAM算法相比,其位姿与路标估计精度更高且鲁棒性更佳。 展开更多

关键词 同时定位与建图 FASTSLAM算法 向量加权平均算法 提议分布

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