Table Of ContentMathematics
Although the particle swarm optimisation (PSO) algorithm requires
relatively few parameters and is computationally simple and easy
to implement, it is not a globally convergent algorithm. In Particle
Swarm Optimisation: Classical and Quantum Perspectives,
the authors introduce their concept of quantum-behaved particles
inspired by quantum mechanics, which leads to the quantum-
behaved particle swarm optimisation (QPSO) algorithm. This globally
convergent algorithm has fewer parameters, a faster convergence
rate, and stronger searchability for complex problems.
The book presents the concepts of optimisation problems as well
as random search methods for optimisation before discussing the
principles of the PSO algorithm. Examples illustrate how the PSO
algorithm solves optimisation problems. The authors also analyse
the reasons behind the shortcomings of the PSO algorithm.
Moving on to the QPSO algorithm, the authors give a thorough
overview of the literature on QPSO, describe the fundamental model
for the QPSO algorithm, and explore applications of the algorithm to
solve typical optimisation problems. They also discuss some advanced
theoretical topics, including the behaviour of individual particles,
global convergence, computational complexity, convergence rate, and
parameter selection. The text closes with coverage of several real-world
applications, including inverse problems, optimal design of digital filters,
economic dispatch problems, biological multiple sequence alignment,
and image processing. MATLAB®, Fortran, and C++ source codes for
the main algorithms are provided on an accompanying CD-ROM.
Helping you numerically solve optimisation problems, this book
focuses on the fundamental principles and applications of PSO and
QPSO algorithms. It not only explains how to use the algorithms,
but also covers advanced topics that establish the groundwork for
understanding state-of-the-art research in the field.
K11612
K11612_Cover.indd 1 11/4/11 11:45 AM
Particle Swarm
Optimisation
Classical and Quantum
Perspectives
(cid:39)(cid:44)(cid:37)(cid:52)(cid:49)(cid:37)(cid:50)(cid:3)(cid:10)(cid:3)(cid:44)(cid:37)(cid:48)(cid:48)(cid:19)(cid:39)(cid:54)(cid:39)(cid:3)
(cid:49)(cid:88)(cid:80)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:36)(cid:81)(cid:68)(cid:79)(cid:92)(cid:86)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:76)(cid:192)(cid:70)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:76)(cid:81)(cid:74)
Aims and scope:
(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:76)(cid:192)(cid:70)(cid:3)(cid:70)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:81)(cid:88)(cid:80)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:68)(cid:79)(cid:92)(cid:86)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:83)(cid:85)(cid:82)(cid:89)(cid:76)(cid:71)(cid:72)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:89)(cid:68)(cid:79)(cid:88)(cid:68)(cid:69)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:87)(cid:82)(cid:82)(cid:79)(cid:86)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:86)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:72)(cid:81)(cid:74)(cid:76)(cid:81)(cid:72)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:17)(cid:3)
(cid:55)(cid:75)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:86)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:76)(cid:80)(cid:86)(cid:3)(cid:87)(cid:82)(cid:3)(cid:70)(cid:68)(cid:83)(cid:87)(cid:88)(cid:85)(cid:72)(cid:3)(cid:81)(cid:72)(cid:90)(cid:3)(cid:71)(cid:72)(cid:89)(cid:72)(cid:79)(cid:82)(cid:83)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:86)(cid:88)(cid:80)(cid:80)(cid:68)(cid:85)(cid:76)(cid:93)(cid:72)(cid:3)(cid:86)(cid:87)(cid:68)(cid:87)(cid:72)(cid:16)(cid:82)(cid:73)(cid:16)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:16)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:3)(cid:80)(cid:72)(cid:87)(cid:75)(cid:82)(cid:71)(cid:86)(cid:3)(cid:82)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:90)(cid:75)(cid:82)(cid:79)(cid:72)(cid:3)
(cid:86)(cid:83)(cid:72)(cid:70)(cid:87)(cid:85)(cid:88)(cid:80)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:86)(cid:72)(cid:3)(cid:192)(cid:72)(cid:79)(cid:71)(cid:86)(cid:17)(cid:3)(cid:44)(cid:87)(cid:3)(cid:90)(cid:76)(cid:79)(cid:79)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:88)(cid:71)(cid:72)(cid:3)(cid:68)(cid:3)(cid:69)(cid:85)(cid:82)(cid:68)(cid:71)(cid:3)(cid:85)(cid:68)(cid:81)(cid:74)(cid:72)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:72)(cid:91)(cid:87)(cid:69)(cid:82)(cid:82)(cid:78)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:80)(cid:82)(cid:81)(cid:82)(cid:74)(cid:85)(cid:68)(cid:83)(cid:75)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:75)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:69)(cid:82)(cid:82)(cid:78)(cid:86)(cid:17)(cid:3)
(cid:57)(cid:82)(cid:79)(cid:88)(cid:80)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:82)(cid:85)(cid:92)(cid:15)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:88)(cid:71)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:71)(cid:76)(cid:86)(cid:70)(cid:85)(cid:72)(cid:87)(cid:76)(cid:86)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:87)(cid:72)(cid:70)(cid:75)(cid:81)(cid:76)(cid:84)(cid:88)(cid:72)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:81)(cid:88)(cid:80)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:68)(cid:79)(cid:74)(cid:82)(cid:85)(cid:76)(cid:87)(cid:75)(cid:80)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:80)(cid:88)(cid:79)(cid:87)(cid:76)(cid:86)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:87)(cid:72)(cid:70)(cid:75)(cid:81)(cid:76)(cid:84)(cid:88)(cid:72)(cid:86)(cid:15)(cid:3)
(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:68)(cid:79)(cid:79)(cid:72)(cid:79)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:71)(cid:76)(cid:86)(cid:87)(cid:85)(cid:76)(cid:69)(cid:88)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:68)(cid:79)(cid:74)(cid:82)(cid:85)(cid:76)(cid:87)(cid:75)(cid:80)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:68)(cid:86)(cid:3)(cid:90)(cid:72)(cid:79)(cid:79)(cid:3)(cid:68)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:83)(cid:83)(cid:79)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:86)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:86)(cid:72)(cid:3)(cid:80)(cid:72)(cid:87)(cid:75)(cid:82)(cid:71)(cid:86)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:80)(cid:88)(cid:79)(cid:87)(cid:76)(cid:16)(cid:71)(cid:76)(cid:86)(cid:70)(cid:76)(cid:83)(cid:79)(cid:76)(cid:81)(cid:68)(cid:85)(cid:92)(cid:3)(cid:192)(cid:72)(cid:79)(cid:71)(cid:86)(cid:15)(cid:3)
(cid:68)(cid:85)(cid:72)(cid:3)(cid:90)(cid:72)(cid:79)(cid:70)(cid:82)(cid:80)(cid:72)(cid:17)(cid:3)(cid:55)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:70)(cid:79)(cid:88)(cid:86)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:70)(cid:82)(cid:81)(cid:70)(cid:85)(cid:72)(cid:87)(cid:72)(cid:3)(cid:85)(cid:72)(cid:68)(cid:79)(cid:16)(cid:90)(cid:82)(cid:85)(cid:79)(cid:71)(cid:3)(cid:72)(cid:91)(cid:68)(cid:80)(cid:83)(cid:79)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:75)(cid:76)(cid:74)(cid:75)(cid:79)(cid:92)(cid:3)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:82)(cid:88)(cid:85)(cid:68)(cid:74)(cid:72)(cid:71)(cid:17)(cid:3)(cid:55)(cid:75)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:86)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:80)(cid:72)(cid:68)(cid:81)(cid:87)(cid:3)
(cid:87)(cid:82)(cid:3)(cid:68)(cid:83)(cid:83)(cid:72)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:87)(cid:82)(cid:3)(cid:86)(cid:87)(cid:88)(cid:71)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:85)(cid:72)(cid:86)(cid:72)(cid:68)(cid:85)(cid:70)(cid:75)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:3)(cid:76)(cid:81)(cid:3)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:72)(cid:81)(cid:74)(cid:76)(cid:81)(cid:72)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:15)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:70)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:86)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:17)
Editors
(cid:38)(cid:75)(cid:82)(cid:76)(cid:16)(cid:43)(cid:82)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:47)(cid:68)(cid:76) (cid:41)(cid:85)(cid:112)(cid:71)(cid:112)(cid:85)(cid:76)(cid:70)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:74)(cid:82)(cid:88)(cid:79)(cid:113)(cid:86)
(cid:54)(cid:70)(cid:75)(cid:82)(cid:82)(cid:79)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:3) (cid:36)(cid:83)(cid:83)(cid:79)(cid:76)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:3)
(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:86) (cid:54)(cid:92)(cid:86)(cid:87)(cid:72)(cid:80)(cid:86)(cid:3)(cid:47)(cid:68)(cid:69)(cid:82)(cid:85)(cid:68)(cid:87)(cid:82)(cid:85)(cid:92)
(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:42)(cid:85)(cid:72)(cid:72)(cid:81)(cid:90)(cid:76)(cid:70)(cid:75) (cid:40)(cid:70)(cid:82)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:38)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:85)(cid:68)(cid:79)(cid:72)(cid:3)(cid:51)(cid:68)(cid:85)(cid:76)(cid:86)
Editorial Advisory Board
(cid:48)(cid:68)(cid:85)(cid:78)(cid:3)(cid:36)(cid:76)(cid:81)(cid:86)(cid:90)(cid:82)(cid:85)(cid:87)(cid:75) (cid:51)(cid:72)(cid:87)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:45)(cid:76)(cid:80)(cid:68)(cid:70)(cid:78)
(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:86)(cid:3)(cid:39)(cid:72)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87) (cid:54)(cid:70)(cid:75)(cid:82)(cid:82)(cid:79)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:76)(cid:81)(cid:74)
(cid:54)(cid:87)(cid:85)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:70)(cid:79)(cid:92)(cid:71)(cid:72)(cid:3)(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92) (cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:47)(cid:72)(cid:72)(cid:71)(cid:86)
(cid:55)(cid:82)(cid:71)(cid:71)(cid:3)(cid:36)(cid:85)(cid:69)(cid:82)(cid:74)(cid:68)(cid:86)(cid:87) (cid:55)(cid:68)(cid:78)(cid:68)(cid:86)(cid:75)(cid:76)(cid:3)(cid:46)(cid:68)(cid:78)(cid:82)
(cid:44)(cid:81)(cid:86)(cid:87)(cid:76)(cid:87)(cid:88)(cid:87)(cid:72)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:3) (cid:39)(cid:72)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)
(cid:40)(cid:81)(cid:74)(cid:76)(cid:81)(cid:72)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:86)(cid:3) (cid:55)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:40)(cid:79)(cid:72)(cid:70)(cid:87)(cid:85)(cid:82)(cid:16)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:80)(cid:88)(cid:81)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:82)(cid:81)(cid:86)
(cid:55)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:55)(cid:72)(cid:91)(cid:68)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:87)(cid:3)(cid:36)(cid:88)(cid:86)(cid:87)(cid:76)(cid:81)
(cid:51)(cid:72)(cid:87)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:48)(cid:82)(cid:81)(cid:78)
(cid:38)(cid:85)(cid:68)(cid:76)(cid:74)(cid:3)(cid:38)(cid:17)(cid:3)(cid:39)(cid:82)(cid:88)(cid:74)(cid:79)(cid:68)(cid:86) (cid:39)(cid:72)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:86)
(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:3)(cid:39)(cid:72)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:3) (cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:39)(cid:72)(cid:79)(cid:68)(cid:90)(cid:68)(cid:85)(cid:72)
(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:46)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:88)(cid:70)(cid:78)(cid:92)
(cid:41)(cid:85)(cid:68)(cid:81)(cid:70)(cid:82)(cid:76)(cid:86)(cid:16)(cid:59)(cid:68)(cid:89)(cid:76)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:53)(cid:82)(cid:88)(cid:91)
(cid:44)(cid:89)(cid:68)(cid:81)(cid:3)(cid:42)(cid:85)(cid:68)(cid:75)(cid:68)(cid:80) (cid:50)(cid:49)(cid:40)(cid:53)(cid:36)
(cid:39)(cid:72)(cid:83)(cid:68)(cid:85)(cid:87)(cid:80)(cid:72)(cid:81)(cid:87)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:68)(cid:79)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)(cid:86)
(cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:37)(cid:68)(cid:87)(cid:75) (cid:36)(cid:85)(cid:87)(cid:75)(cid:88)(cid:85)(cid:3)(cid:40)(cid:17)(cid:51)(cid:17)(cid:3)(cid:57)(cid:72)(cid:79)(cid:71)(cid:80)(cid:68)(cid:81)
(cid:3) (cid:44)(cid:81)(cid:86)(cid:87)(cid:76)(cid:87)(cid:88)(cid:87)(cid:72)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:48)(cid:68)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:80)(cid:68)(cid:87)(cid:76)(cid:70)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:81)(cid:71)(cid:3)(cid:38)(cid:82)(cid:80)(cid:83)(cid:88)(cid:87)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:3)(cid:54)(cid:70)(cid:76)(cid:72)(cid:81)(cid:70)(cid:72)
(cid:3) (cid:56)(cid:81)(cid:76)(cid:89)(cid:72)(cid:85)(cid:86)(cid:76)(cid:87)(cid:92)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:42)(cid:85)(cid:82)(cid:81)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:72)(cid:81)
(cid:3)
(cid:51)(cid:85)(cid:82)(cid:83)(cid:82)(cid:86)(cid:68)(cid:79)(cid:86)(cid:3)(cid:73)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:86)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:86)(cid:75)(cid:82)(cid:88)(cid:79)(cid:71)(cid:3)(cid:69)(cid:72)(cid:3)(cid:86)(cid:88)(cid:69)(cid:80)(cid:76)(cid:87)(cid:87)(cid:72)(cid:71)(cid:3)(cid:87)(cid:82)(cid:3)(cid:82)(cid:81)(cid:72)(cid:3)(cid:82)(cid:73)(cid:3)(cid:87)(cid:75)(cid:72)(cid:3)(cid:86)(cid:72)(cid:85)(cid:76)(cid:72)(cid:86)(cid:3)(cid:72)(cid:71)(cid:76)(cid:87)(cid:82)(cid:85)(cid:86)(cid:3)(cid:68)(cid:69)(cid:82)(cid:89)(cid:72)(cid:3)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:71)(cid:76)(cid:85)(cid:72)(cid:70)(cid:87)(cid:79)(cid:92)(cid:3)(cid:87)(cid:82)(cid:29)
(cid:38)(cid:53)(cid:38)(cid:3)(cid:51)(cid:85)(cid:72)(cid:86)(cid:86)(cid:15)(cid:3)(cid:55)(cid:68)(cid:92)(cid:79)(cid:82)(cid:85)(cid:3)(cid:9)(cid:3)(cid:41)(cid:85)(cid:68)(cid:81)(cid:70)(cid:76)(cid:86)(cid:3)(cid:42)(cid:85)(cid:82)(cid:88)(cid:83)
(cid:23)(cid:87)(cid:75)(cid:15)(cid:3)(cid:41)(cid:79)(cid:82)(cid:82)(cid:85)(cid:15)(cid:3)(cid:36)(cid:79)(cid:69)(cid:72)(cid:85)(cid:87)(cid:3)(cid:43)(cid:82)(cid:88)(cid:86)(cid:72)
(cid:20)(cid:16)(cid:23)(cid:3)(cid:54)(cid:76)(cid:81)(cid:74)(cid:72)(cid:85)(cid:3)(cid:54)(cid:87)(cid:85)(cid:72)(cid:72)(cid:87)
(cid:47)(cid:82)(cid:81)(cid:71)(cid:82)(cid:81)(cid:3)(cid:40)(cid:38)(cid:21)(cid:36)(cid:3)(cid:23)(cid:37)(cid:52)
(cid:56)(cid:46)
Published Titles
Classical and Modern Numerical Analysis: Theory, Methods and Practice
Azmy S. Ackleh, Edward James Allen, Ralph Baker Kearfott,
and Padmanabhan Seshaiyer
Computational Fluid Dynamics
Frédéric Magoulès
A Concise Introduction to Image Processing using C++
Meiqing Wang and Choi-Hong Lai
Decomposition Methods for Differential Equations:
Theory and Applications
Juergen Geiser
Discrete Variational Derivative Method: A Structure-Preserving Numerical
Method for Partial Differential Equations
Daisuke Furihata and Takayasu Matsuo
Grid Resource Management: Toward Virtual and Services Compliant Grid
Computing
Frédéric Magoulès, Thi-Mai-Huong Nguyen, and Lei Yu
Fundamentals of Grid Computing: Theory, Algorithms and Technologies
Frédéric Magoulès
Handbook of Sinc Numerical Methods
Frank Stenger
Introduction to Grid Computing
Frédéric Magoulès, Jie Pan, Kiat-An Tan, and Abhinit Kumar
Iterative Splitting Methods for Differential Equations
Juergen Geiser
Mathematical Objects in C++: Computational Tools in a Unified Object-
Oriented Approach
Yair Shapira
Numerical Linear Approximation in C
Nabih N. Abdelmalek and William A. Malek
Numerical Techniques for Direct and Large-Eddy Simulations
Xi Jiang and Choi-Hong Lai
Parallel Algorithms
Henri Casanova, Arnaud Legrand, and Yves Robert
Parallel Iterative Algorithms: From Sequential to Grid Computing
Jacques M. Bahi, Sylvain Contassot-Vivier, and Raphael Couturier
Particle Swarm Optimisation: Classical and Quantum Perspectives
Jun Sun, Choi-Hong Lai, and Xiao-Jun Wu
Particle Swarm
Optimisation
Classical and Quantum
Perspectives
Jun Sun
Choi-Hong Lai
Xiao-Jun Wu
MATLAB® and Simulink® are trademarks of The MathWorks, Inc. and are used with permission. The MathWorks
does not warrant the accuracy of the text or exercises in this book. This book’s use or discussion of MATLAB® and
Simulink® software or related products does not constitute endorsement or sponsorship by The MathWorks of a
particular pedagogical approach or particular use of the MATLAB® and Simulink® software.
CRC Press
Taylor & Francis Group
6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300
Boca Raton, FL 33487-2742
© 2012 by Taylor & Francis Group, LLC
CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business
No claim to original U.S. Government works
Version Date: 20111003
International Standard Book Number-13: 978-1-4398-3577-7 (eBook - PDF)
This book contains information obtained from authentic and highly regarded sources. Reasonable efforts have been
made to publish reliable data and information, but the author and publisher cannot assume responsibility for the
validity of all materials or the consequences of their use. The authors and publishers have attempted to trace the
copyright holders of all material reproduced in this publication and apologize to copyright holders if permission to
publish in this form has not been obtained. If any copyright material has not been acknowledged please write and let
us know so we may rectify in any future reprint.
Except as permitted under U.S. Copyright Law, no part of this book may be reprinted, reproduced, transmitted,
or utilized in any form by any electronic, mechanical, or other means, now known or hereafter invented, includ-
ing photocopying, microfilming, and recording, or in any information storage or retrieval system, without written
permission from the publishers.
For permission to photocopy or use material electronically from this work, please access www.copyright.com
(http://www.copyright.com/) or contact the Copyright Clearance Center, Inc. (CCC), 222 Rosewood Drive, Danvers,
MA 01923, 978-750-8400. CCC is a not-for-profit organization that provides licenses and registration for a variety
of users. For organizations that have been granted a photocopy license by the CCC, a separate system of payment
has been arranged.
Trademark Notice: Product or corporate names may be trademarks or registered trademarks, and are used only for
identification and explanation without intent to infringe.
Visit the Taylor & Francis Web site at
http://www.taylorandfrancis.com
and the CRC Press Web site at
http://www.crcpress.com
Contents
Preface, xvii
Authors, xxi
Chapter 1 ◾ IntroduCtIon 1
1.1 OPTIMISATION PROBLEMS AND OPTIMISATION
METHODS 1
1.2 RANDOM SEARCH TECHNIQUES 4
1.3 METAHEURISTIC METHODS 6
1.3.1 Simulated Annealing 6
1.3.2 Evolutionary Algorithms 7
1.3.2.1 Genetic Algorithm 7
1.3.2.2 Genetic Programming 9
1.3.2.3 Evolution Strategy 9
1.3.2.4 Evolutionary Programming 10
1.3.3 Tabu Search 11
1.3.4 Differential Evolution 12
1.3.5 Swarm Intelligence Algorithms 14
1.4 SWARM INTELLIGENCE 15
1.4.1 Properties of Swarm Intelligence 15
1.4.2 Ant Colony Optimisation 15
1.4.3 Particle Swarm Optimisation 17
REFERENCES 17
vii
viii ◾ Contents
Chapter 2 ◾ partICle Swarm optImISatIon 23
2.1 OVERVIEW 23
2.2 MOTIVATIONS 27
2.2.1 Collective Behaviour 27
2.2.2 Modelling and Simulation of Self-Organised
Collective Behaviour 28
2.2.3 From Simulation of Collective Behaviour
to the PSO Algorithm 30
2.3 PSO ALGORITHM: BASIC CONCEPTS
AND THE PROCEDURE 31
2.3.1 Simulation on Two-Dimensional Plane 31
2.3.2 Simulation of Multidimensional Search 34
2.3.3 Formal Description of PSO 35
2.3.4 Procedure of the PSO Algorithm 38
2.4 PARADIGM: HOW TO USE PSO TO SOLVE
OPTIMISATION PROBLEMS 39
2.4.1 Simple Benchmark Problem 39
2.4.2 Implementation of the PSO Algorithm 40
2.4.3 Results and Analysis 45
2.4.3.1 Results 45
2.4.3.2 Statistical Comparison 46
2.4.3.3 Comparison of Convergence Speed 49
2.4.3.4 Further Discussion 50
2.5 SOME HARDER EXAMPLES 52
2.5.1 Benchmark Problems 52
2.5.1.1 Introduction 52
2.5.1.2 Testing Functions 54
2.5.2 Results on Benchmark Problems 59
REFERENCES 66
