粒子群算法及应用

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页数:249
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出版时间:2009-1
价格:48.00元
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isbn号码:9787030232847
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  • 现代优化算法
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具体描述

《粒子群算法及应用》主要内容:粒子群算法是一种新的模仿鸟类群体行为的智能优化算法,现已成为进化算法的一个新的重要分支。共分为八章,分别论述了基本粒子群算法和改进粒子群算法的原理,并且详细介绍了粒子群算法在函数优化、图像压缩和基因聚类中的应用,最后给出了粒子群算法的应用综述和相关程序代码。

跨越认知边界的探索:现代控制理论与复杂系统分析 图书名称:现代控制理论与复杂系统分析 内容提要 本书旨在为读者提供一个全面、深入且具有前瞻性的现代控制理论框架,并聚焦于如何运用这些理论工具来解析和驾驭日益复杂的工程与自然科学系统。我们摒弃了对单一、线性系统的过度依赖,转而深入探究了非线性、时变、多耦合以及具有涌现特性的复杂系统所面临的挑战。全书结构严谨,内容涵盖了从经典控制的深刻回顾,到现代控制理论的核心基石,再到面向未来挑战的先进控制策略与系统分析方法。 第一部分:控制理论的基石与线性系统的深化 本部分首先对控制系统的基本概念、反馈控制的优势与挑战进行了细致的阐述,为后续的复杂系统分析奠定坚实的基础。 第一章:经典控制的回顾与现代控制的引入 本章将从经典控制理论(如根轨迹、频率响应分析)的核心思想出发,强调其在特定简化模型下的有效性。随后,引出状态空间描述法的必要性——理解系统内部状态而非仅关注输入输出关系的重要性。我们将详细介绍如何构建和简化高阶系统的状态空间模型,包括约旦标准型和约当标准型在模型简化中的应用。 第二章:线性系统分析与可控性、可观测性 系统的可控性和可观测性是现代控制设计的先决条件。本章将严格证明卡尔曼(Kalman)可控性判据和观测性判据,并探讨它们在系统结构分析中的关键作用。我们还将介绍投影法和对偶原理,阐释如何通过观测器设计来估计不可直接测量的状态变量。 第三章:最优控制理论导论 最优控制是现代控制的核心目标之一。本章聚焦于二次型最优控制(LQR)的设计,详细推导黎卡提方程(Riccati Equation)的求解过程,并讨论边界条件的选择对控制性能的影响。此外,还将引入变分法在最优控制问题中的应用,为后续的非线性最优控制打下理论基础。 第二部分:非线性系统的分析与设计 真实世界中的大多数系统本质上都是非线性的。本部分集中探讨处理非线性系统的数学工具和设计哲学。 第四章:非线性动力学基础 本章将系统介绍非线性系统的基本特性,如平衡点分析、相平面法(适用于二阶系统)以及极限环的存在性与稳定性。重点将放在李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论的推广应用,包括间接法和直接法,并引入更强大的李雅普诺夫函数构造方法,例如能量函数法和二次型李雅普诺夫函数法在特定非线性系统中的应用。 第五章:反馈线性化与几何控制 对于一类特殊的非线性系统,可以通过坐标变换和状态反馈将系统转化为线性形式,即反馈线性化。本章将深入讲解微分形式、李导数(Lie Derivative)的概念,并详细推导可反馈线性化的充要条件。同时,也将介绍基于微分几何思想的非完整约束系统的控制方法。 第六章:滑模控制与鲁棒性设计 滑模控制(SMC)因其对模型不确定性和外部扰动的强大鲁棒性而备受青睐。本章将详细剖析滑模面的设计、切换函数的选择,以及如何利用到达性和保持性来确保控制的有效性。同时,也将探讨如何通过引入边界层来抑制传统滑模控制带来的“颤振”现象。 第三部分:复杂系统的建模与先进控制 本部分将视角拓展到多变量、分布式以及具有智能特性的复杂系统。 第七章:鲁棒控制:H2与H$infty$范式 面对模型参数的摄动和外部干扰,鲁棒控制提供了保证系统性能的框架。本章将详细介绍$ ext{H}_2$范数和$ ext{H}_{infty}$范数的物理意义,并推导求解保证性能指标(如抑制特定频率的干扰)的$ ext{H}_{infty}$控制器设计方法,特别是涉及Bilinear Matrix Inequalities (BMI) 的求解过程。 第八章:分布式控制与多智能体系统 随着系统规模的增大,集中式控制的局限性日益凸显。本章讨论分布式信息下的控制架构,重点分析基于图论的连通性分析。我们将深入研究多智能体系统中的一致性(Consensus)问题,探讨如何通过局部信息交换实现全局目标,并介绍分布式优化算法在协调控制中的应用。 第九章:模糊逻辑与神经网络控制 对于那些难以建立精确数学模型的系统,基于知识和学习的控制方法成为关键。本章将介绍模糊逻辑系统(Fuzzy Logic Systems)的设计原理,包括模糊化、模糊推理和去模糊化的过程,并展示如何利用自适应学习机制增强其性能。随后,引入反向传播(BP)算法在构建自适应神经网络控制器中的应用,特别是用于在线辨识和补偿未知动态。 第十章:系统辨识与参数估计 准确的系统模型是有效控制的前提。本章系统梳理了离线与在线系统辨识方法。重点讲解了最小二乘法(Least Squares)及其递归形式(RLS)在线估计系统参数的过程,并分析了参数估计的收敛性与一致性。此外,也将简要介绍卡尔曼滤波(Kalman Filtering)作为一种最优线性状态估计方法的原理与应用。 结语 本书的编写力求理论的严谨性与工程实践的结合,通过大量的数学推导和对关键概念的深入剖析,旨在培养读者分析和解决现代复杂工程问题的能力,为后续在机器人学、航空航天、过程工业等前沿领域的深入研究打下坚实的基础。 --- 读者对象: 本书适合于自动化、控制工程、电气工程、机械工程、航空航天、应用数学等专业的本科高年级学生、研究生,以及从事系统建模、控制系统设计和研发的工程师与科研人员。具备微积分、线性代数和基础微分方程知识的读者将能更顺利地掌握本书内容。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书不仅仅是关于粒子群算法(PSO)的理论介绍,更像是一本关于群体智能优化方法的实践指南。我一直在思考如何将 PSO 应用于解决我目前工作中遇到的一个数据聚类问题。书中可能详细介绍了 PSO 在聚类算法中的应用,例如如何将数据点表示为粒子,如何定义适应度函数来评估聚类效果,以及如何通过 PSO 的迭代过程来寻找最优的聚类中心。我希望书中能够提供一些关于如何选择合适的 PSO 参数(如粒子数量、惯性权重、认知和社交因子)的经验性指导,以及如何根据数据的特性来调整这些参数以获得更好的聚类结果。此外,书中是否会提及 PSO 与其他聚类算法(如 K-Means)的结合,或者 PSO 在半监督学习和无监督学习中的独特优势?我非常期待能够从书中找到一些关于 PSO 在处理非球状、密度不均等复杂聚类场景下的有效策略。如果书中还能包含一些实际的数据集进行实验,并展示 PSO 在这些数据集上的表现,那么这本书的价值将大大提升,为我解决实际问题提供直接的参考和借鉴。

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这本书的价值,不仅仅在于其对粒子群算法(PSO)理论的深入剖析,更在于它如何帮助读者建立解决问题的科学方法论。我希望书中在讲解 PSO 的基本原理和数学模型后,能够更侧重于如何将 PSO 的思想抽象化,并应用于解决我在金融领域遇到的复杂优化问题。例如,如何利用 PSO 来优化投资组合的配置,以最大化收益并最小化风险?如何应用 PSO 来进行高频交易策略的开发,或者预测股票市场的波动?我期待书中能提供一些关于如何构建适应度函数,以精确反映金融市场中各种目标的案例,以及如何将复杂的金融约束条件有效地融入到 PSO 的优化过程中。此外,书中关于 PSO 参数选择和敏感性分析的指导,对我来说至关重要,能够帮助我找到最适合金融数据特性的参数组合。我还会关注书中是否会提及 PSO 在处理时间序列数据或具有高维度特征的金融模型中的应用技巧,以及如何评估 PSO 在金融领域的实际表现和鲁棒性。希望这本书能为我提供一个坚实的理论基础和实践指导,使我能够自信地将 PSO 应用于解决复杂的金融量化问题,并为我的投资决策提供科学的支持。

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本书在介绍粒子群算法(PSO)理论的同时,非常注重其在各个实际应用领域的阐述,这一点对我这样的实践型学习者来说至关重要。我一直对如何将算法应用于解决具体问题感兴趣,因此,书中可能包含的案例研究和算法实现细节,将是我的重点关注对象。例如,在工程优化方面,PSO是否被用于解决结构设计、参数优化或路径规划等问题?在机器学习领域,PSO又能否用于神经网络的训练、特征选择或者模型参数的调优?书中如果能提供一些具体的代码示例,或者详细的算法流程图,将极大地帮助我理解如何在实践中部署和调整PSO。我尤其期待书中能够深入分析PSO在不同应用场景下的性能表现,以及与其他优化算法(如遗传算法、模拟退火算法等)的比较。了解PSO的优势和局限性,以及如何在特定问题中选择最合适的算法变种,是我希望从这本书中获得的宝贵经验。如果书中还能讨论PSO在处理大规模数据集或高维搜索空间时的挑战,以及相应的解决方案,那将是锦上添花,让我能够更自信地应对未来工作中可能遇到的复杂问题。

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翻开这本书,首先映入眼帘的是对粒子群算法起源和发展的追溯,作者以一种娓娓道来的方式,将我们带回了上世纪90年代,那个群体智能研究蓬勃发展的时代。了解PSO的诞生背景,以及它如何受到鸟群觅食行为的启发,让我对算法的直观性有了更深的认识。书中对PSO基本模型数学表达的讲解,虽然涉及一些抽象的公式,但作者通过生动的比喻和图示,使其变得易于理解。我特别欣赏书中对“认知最优”和“社会最优”这两个概念的剖析,这不仅仅是两个简单的参数,它们代表了粒子在搜索过程中的内在驱动力和集体智慧的反馈,理解这两者的相互作用,是掌握PSO精髓的关键。此外,书中还可能探讨了PSO在处理多峰函数、约束优化问题以及动态环境下的改进策略,这对于希望将PSO应用于复杂实际问题的读者来说,无疑是宝贵的财富。我对书中可能提及的粒子更新策略的多样性感到好奇,例如如何调整步长,如何引入随机性以避免局部最优,以及如何通过自适应调整参数来提高算法的鲁棒性。总而言之,这本书的开篇就展现了其深度和广度,为我系统学习PSO打下了坚实的基础。

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对于我而言,一本优秀的算法书籍,不仅需要清晰的理论阐述,更需要能够激发我的思考和进一步探索的动力。这本书在介绍粒子群算法(PSO)的数学原理和迭代过程时,是否会深入探讨其背后的哲学思想?例如, PSO 如何体现“去中心化”的决策模式,以及这种模式如何在复杂系统中涌现出全局最优解?我希望书中能引出一些关于群体智能的普适性概念,例如信息共享、协作与竞争的平衡,以及 emergent behavior(涌现行为)的产生机制。除了基础的 PSO 模型,我更感兴趣的是书中对 PSO 变种和改进算法的介绍,比如如何结合局部搜索能力,如何提高算法的收敛速度,以及如何处理高维、多模态的复杂搜索空间。书中是否会提及一些关于 PSO 参数调优的自动化方法,或者如何将 PSO 与深度学习模型相结合,以解决更具挑战性的问题?我希望这本书能够提供一些启发性的思考,引导我去探索 PSO 在我所处的领域(例如机器人路径规划或机器人集群协同)的潜在应用,并鼓励我尝试设计新的算法变种来解决特定的工程难题。

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在我看来,一本能够引发深度思考的书籍,远比仅仅罗列公式和算法更具价值。我期待这本书在介绍粒子群算法(PSO)的数学模型和基本原理后,能够进一步探讨其在复杂系统建模和控制中的应用潜力。例如,PSO 的并行搜索机制,是否可以用于模拟和优化大规模的网络系统,如交通网络或通信网络?PSO 的分布式信息共享和协同机制,是否能够为构建更加智能和自主的机器人集群系统提供理论支持?我希望书中能够引出一些关于“涌现”和“自组织”的哲学思考,以及 PSO 作为一种群体智能算法,如何体现这些特性。此外,我还会关注书中对 PSO 变种的介绍,例如那些能够处理非平稳环境或具有内在噪声的动态系统的算法。我特别想了解,如何通过对 PSO 算法的改进,使其能够更好地适应现实世界中复杂多变的需求。如果书中能够提供一些关于 PSO 在人工智能领域的前沿研究动态,或者一些尚未被充分开发的潜在应用方向的探讨,那么这本书的价值将得到极大的提升,并激励我去探索更多未知的可能性。

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这本书的封面设计就充满了科学的严谨感,深邃的蓝色背景上,点点光斑如同繁星般闪烁,隐约勾勒出复杂的数学模型和算法的轨迹。拿到手中,纸张的质感也相当不错,散发着淡淡的油墨香,让人迫不及待想翻开阅读。虽然我不是算法领域的专家,但作为一名对人工智能和优化问题抱有浓厚兴趣的学习者,我一直对粒子群算法(PSO)有着强烈的好奇。听说这本书深入浅出地介绍了PSO的原理、发展历程以及在各个领域的广泛应用,这正是我一直在寻找的。我尤其期待书中能够详细阐述PSO的核心思想,比如粒子是如何通过自身的经验和整个群体的经验来不断调整速度和位置,从而逼近最优解的。对于PSO的各种变种,例如惯性权重、认知和社会学习因子如何影响算法的收敛速度和全局搜索能力,我也希望能有更清晰的理解。当然,最吸引我的还是书中可能涵盖的案例分析,例如如何在工程设计、机器学习、金融预测甚至生物信息学等领域成功应用PSO,这些实际的应用场景能够帮助我更好地将理论知识转化为解决实际问题的能力。这本书就像一扇窗,让我能够窥探到智能优化算法的奥秘,也为我开启了探索更广阔AI应用领域的大门,我对此充满期待,相信它会成为我学习道路上不可或缺的伙伴。

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阅读这本书,我最期待的是能够深入理解粒子群算法(PSO)在解决优化问题时的“智能”所在。我之前接触过一些传统的优化方法,但 PSO 以其群体协同和自适应调整的特性,对我产生了极大的吸引力。书中是否会详细分析 PSO 中的“记忆”机制,即粒子如何保留并利用自身历史最优位置(pbest)和全局最优位置(gbest)来指导搜索方向?这种“记忆”与人类的学习过程有何相似之处,又存在何种本质区别?我希望能从书中找到关于 PSO 性能分析的详细论述,包括其收敛性证明,以及影响其搜索效率的关键因素。此外,书中关于 PSO 参数的敏感性分析,例如惯性权重、认知因子和社交因子是如何影响算法的探索与开发平衡,从而决定其全局搜索能力和局部精细搜索能力,这将是我重点关注的内容。我还会关注书中是否会介绍一些高级的 PSO 变种,例如自适应惯性权重 PSO、混沌粒子群优化算法,或者如何将 PSO 与其他算法(如差分进化算法)进行混合,以克服单一算法的局限性。希望这本书能为我提供一个扎实的理论基础,让我能够自信地将 PSO 应用于解决我所面临的实际优化问题。

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对于我来说,一本好的技术书籍,除了理论的深度,更重要的是能否提供清晰的实践路径。我一直对如何将粒子群算法(PSO)应用于实际的工程问题感到好奇,尤其是在我熟悉的机械设计领域。这本书是否会提供一些关于如何将 PSO 应用于优化复杂机械结构参数,例如提高材料利用率、降低应力集中,或者优化运动机构的传动效率的详细案例?我希望书中能够详细讲解如何构建适应度函数,以及如何将机械设计中的约束条件有效地融入到 PSO 的优化过程中。此外,书中对 PSO 参数选择的指导,以及如何进行敏感性分析以找到最优参数组合,对我来说至关重要。例如, PSO 的搜索步长和方向如何影响其在有限元分析结果中的应用?书中是否会提供一些关于 PSO 在设计迭代周期中的应用技巧,例如如何快速收敛到较优解,并在此基础上进行精细调整?我特别期待书中能包含一些关于 PSO 与其他设计工具(如 CAD/CAE 软件)的集成方法,或者一些具体的代码实现示例,能够帮助我直接将所学知识应用到我的实际工作中,从而提高设计效率和产品性能。

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这本书的价值,我想更多地体现在它如何帮助读者构建解决问题的思维模型。在介绍粒子群算法(PSO)的基本原理之后,我期待书中能更深入地探讨如何将 PSO 的思想迁移到其他领域。例如,PSO 的群体协同机制是否可以借鉴到分布式系统设计中,用于协调多个节点的工作,以达到整体的最优效率?PSO 的自适应调整能力,是否能够启发我们设计更具鲁棒性和适应性的控制系统,使其能够在动态变化的环境中保持稳定运行?我希望书中能提供一些关于如何将 PSO 的核心思想提炼出来,并将其应用到非传统优化问题中的方法论指导。此外,书中关于 PSO 的“黑盒”性质的讨论也可能很有趣,即我们可能不知道最优解的具体数学形式,但 PSO 却能够有效地找到它。这种“黑盒”优化能力,在许多工程领域都具有重要的意义。我还会关注书中是否会提及一些关于 PSO 的局限性,例如其在处理高维稀疏搜索空间或存在大量局部最优解的问题时的不足,以及是否有相应的改进策略或替代算法。如果书中能够提供一些关于 PSO 的最新研究进展和未来发展方向的展望,那将是极具启发性的。

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一个晚上刷完一本专业书哈哈哈哈

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一个晚上刷完一本专业书哈哈哈哈

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一个晚上刷完一本专业书哈哈哈哈

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这种教科书真的写得很烂,数学符号的运用也错误百出。赶工也不能这样吧。

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