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2009 年度 実績報告書

カオスダイナミクスを用いたパーティクルスォーム最適化法

研究課題

研究課題/領域番号 21700252
研究機関大阪大学

研究代表者

巽 啓司  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30304017)

キーワードパーティクルスォーム最適化法 / カオスダイナミクス / 大域的最適化 / メタヒューリスティクス / 群知能
研究概要

1) 生成モデルの理論的な究明:近似解法に用いるカオスダイナミクスにおける、カオス生成のための理論的な十分条件はすでに示されているが、その定理における「目的関数のヘッセ行列が局所解付近で0になる」という仮定は、非常に大きな条件であった。この条件を「局所解付近で目的関数が凸になり、ヘッセ行列の固有値が十分に小さい」という条件に置き換えた上で、カオス生成条件をさらに厳密な十分条件(ダイナミクス内のパラメータについての条件)のもとで理論的に示した。また、その条件でのカオス生成状況やリアプノフ指数を求める数値実験によりその結果を検証した。
2) パーティクルスォーム最適下方(PSO)モデルの検討:カオスダイナミクスを組み込むPSOモデルとして、PSOの探索が滞った場合の再スタート時にカオス的挙動を組み込むモデルを検討した。従来の研究結果により、カオスを用いたPSOにおいて、カオスダイナミクスを利用したパーティクルと通常パーティクルの最適な比率は、適用する問題によって大きく変わることが知られている。そのため、このモデルでは、探索が滞った場合にカオスパーティクルを増やし、それ以外は通常パーティクルを増やす方法をとることで、状況に応じて適応的にその数を調整することを目指した。また、さらに、パーティクルの持ついくつかのパラメータも適応的に変化させるモデルも同時に検討し、そのどちらも良質な会探索の上で重要な役割を果たすことを数値実験において検証した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2009

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Chaos generator exploiting a gradient model with sinusoidal perturbations for global optimization2009

    • 著者名/発表者名
      Keiji Tatsumi, Yoshinori Obita, Tetsuzo Tanino
    • 雑誌名

      Chaos, Solitons and Fractals 42

      ページ: 1705-1723

    • 査読あり
  • [学会発表] Particle Swarm Optimization Using a Chaotic Restarting Method2009

    • 著者名/発表者名
      巽啓司
    • 学会等名
      International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications 2009
    • 発表場所
      シャトレーゼガトーキングダム(札幌)
    • 年月日
      2009-10-21
  • [学会発表] Restarting Multi-type Particle Swarm Optimization Using an Adaptive Selection of Particle Type2009

    • 著者名/発表者名
      巽啓司
    • 学会等名
      2009 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics
    • 発表場所
      Hyatt Regency Riverwalk, San Antonio, Texas, USA
    • 年月日
      2009-10-12
  • [学会発表] カオス力学系を用いた大域的最適化問題に対するメタヒューリスティック解法2009

    • 著者名/発表者名
      巽啓司
    • 学会等名
      RAMPシンポジウム2009
    • 発表場所
      くにびきメッセ(松江)
    • 年月日
      2009-09-24

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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