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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of Canonical Particle Swarm Optimization based on Dynamical System Theory

Research Project

Project/Area Number 15K06077
Research InstitutionNippon Institute of Technology

Principal Investigator

神野 健哉  日本工業大学, 工学部, 教授 (50286762)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 進藤 卓也  日本工業大学, 工学部, 助教 (90749110)
木村 貴幸  日本工業大学, 工学部, 准教授 (80579607)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords粒子群最適化 / 非線形最適化 / 変数間依存性 / 回転不変性 / 悪スケール性 / 決定論 / 非線形写像 / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements

本年度は最適化を行う目的関数の変数依存性、悪スケール性に起因した解探索性能の不変性の解析結果に基づき不変性を有した新たな解探索アルゴリズムを開発した。開発したアルゴリズムは非線形写像を利用することで決定論システムでありながら大域的探索能力を保持したまま、局所探索能力を向上させ、かつ回転不変性、悪スケール性等に対する不変性を有した粒子群最適化手法に基づいた探索手法である。このアルゴリズムを非線形写像最適化法と命名した。予備試験では非線形写像最適化法は、これまでに公表されている粒子群最適化手法よりも極めて高い探索性能を有していることを数値実験により明らかにした。また非線形写像最適化法を機械学習に適用させ、効率よい学習結果が得られる事も明らかにした。また電力変換システムのPWMインバータの最適化に応用し、高い変換効率が得られる事も明らかにした。これらの成果は下記の論文、国際会議で公表している。
[1] T. Shindo, J. Xiao, T. Kurihara, K. Jin'no, "Analysis of the Dynamical Characteristics of the Firefly Algorithm," IJSIR, Vol. 8, 4, pp. 18-33, 2017. DOI: 10.4018/IJSIR.2017100102
[2] K. Jin'no, Y. Hariya, T. Shindo, "A Study of PCMPSO", Proc. of NOLTA2017, pp. 506-509, 2017.
[3] S. Ishikawa, K. Jin'no, "On a Nonlinear Map Optimization", Proc. of NCSP2018, pp.379-382, 2018.
[4] Y. Hoshino, K. Jin'no, "Learning Algorithm with Nonlinear Map Optimization for Neural Network", Proc. of NCSP2018, pp. 223-226, 2018.

  • Research Products

    (13 results)

All 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Analysis of the Dynamical Characteristics of the Firefly Algorithm2017

    • Author(s)
      Takuya Shindo, Jianze Xia, Takuya Kurihara, Kenya Jin'no
    • Journal Title

      International Journal of Swarm Intelligence Research (IJSIR)

      Volume: 8 Pages: 18-33

    • DOI

      10.4018/IJSIR.2017100102

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Learning Algorithm with Nonlinear Map Optimization for Neural Network2018

    • Author(s)
      Yuki Hoshino, Kenya Jin'no
    • Organizer
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018 (NCSP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimization of Switching Phase of PWM Inverter by DE2018

    • Author(s)
      Asuna Yamasaki, Kenya Jin'no
    • Organizer
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018 (NCSP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] On a Nonlinear Map Optimization2018

    • Author(s)
      Seinosuke Ishikawa, Kenya Jin'no
    • Organizer
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018 (NCSP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Local Search Method for Multiple Vehicle Bike Sharing System Routing Problem2018

    • Author(s)
      Honami Tsushima, Takafumi Matsuura, Kenya Jin'no
    • Organizer
      RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018 (NCSP2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非線形写像モデル最適化法2018

    • Author(s)
      神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
  • [Presentation] A Study of PCMPSO2017

    • Author(s)
      Kenya Jin'no, Yosuke Hariya, Takuya Shindo
    • Organizer
      2017 International Conference on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Study of SI algorithm that individual to drop out2017

    • Author(s)
      Takuya Shindo, Kenya Jin'no
    • Organizer
      2017 International Conference on Nonlinear Theory and its Applications (NOLTA2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] SPSO2011と同等性能を有する決定論的PSO2017

    • Author(s)
      石川成之助, 神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 2017年ソサイエティ大会
  • [Presentation] IPSOによるTSP解法の初期解による影響2017

    • Author(s)
      木山潤, 神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 2017年ソサイエティ大会
  • [Presentation] 粒子群最適化の解探索方法の解析2017

    • Author(s)
      石川成之助, 神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
  • [Presentation] PWMインバータのスイッチング位相の最適化2017

    • Author(s)
      山崎天砂, 神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会
  • [Presentation] PSOに基づいたTSP解法について2017

    • Author(s)
      木山潤, 神野健哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 非線形問題研究会

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Published: 2018-12-17  

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