R PSO package 粒子群演算法套件

 R PSO(Particle Swarm Optimizer) package 粒子群演算法套件

在R中已經有現成的粒子群演算法套件，可以直接網路下載安裝後使用，
避免重複造輪子之外也可以參考別人的寫法。

首先要安裝和載入PSO package

install.packages("pso")
library("pso")

之後就可以開心使用了，首先設定目標函數：

fit <- function(x) 100 * (x[2] - x[1]^2)^2 + (1 - x[1])^2

開始一個簡單的最佳化吧！

psoptim(rep(NA, 2), fit, lower = -5, upper = 5)

## $par
## [1] 1 1
## 
## $value
## [1] 8.117e-24
## 
## $counts
##  function iteration  restarts 
##     12000      1000         0 
## 
## $convergence
## [1] 2
## 
## $message
## [1] "Maximal number of iterations reached"
## 

函數說明 psoptim(par, fn, gr = NULL, …, lower = -1, upper = 1, control = list())

• par 定義最佳化問題的維度，一般用NA就可以了
• fn 適應值函數（最佳化的目標函數）
• gr 這個我不知道
• lower upper 搜索範圍
• control 其他選項的控制，選項如下：
• trace 是否顯示每次迭代的過程，顯示(trace=1)不顯示(trace=0)，預設為0
• fnscale 最大化(fnscale=0)或最小化(fnscale=1)，預設為1
• maxit 最大迭代次數，預設maxit=1000
• maxf 停止的條件，適應值函數的最大值，預設Inf
• abstol 停止的條件，適應值函數的最小值，預設-Inf
• REPORT 顯示迭代過程的步長，預設50
• s 粒子群的大小（數量），預設floor(10+2*sqrt(length(par)))
• w 粒子移動速度的權重，預設1/(2*log(2))
• c.p 個體最佳解的權重，預設5+log(2)
• c.g 整體最佳解的權重，預設5+log(2)
• v.max 移動速度的大小，預設v.max*d

還有更多的設定可以參閱：http://cran.r-project.org/web/packages/pso/pso.pdf

可以自行設定參數使收斂效果更好

psoptim(rep(NA, 2), fit, lower = -5, upper = 5, control = list(trace = 1, 
    abstol = 1e-10, REPORT = 50, s = 30, v.max = 1))

## S=30, K=3, p=0.0967, w0=0.7213, w1=0.7213, c.p=1.193, c.g=1.193

## v.max=1, d=14.14, vectorize=FALSE, hybrid=FALSE

## It 50: fitness=0.001333

## It 100: fitness=1.375e-05

## It 150: fitness=2.661e-06

## It 200: fitness=4.68e-07

## It 250: fitness=4.7e-08

## It 300: fitness=5.039e-09

## It 350: fitness=1.47e-10

## Converged

## $par
## [1] 1 1
## 
## $value
## [1] 8.67e-11
## 
## $counts
##  function iteration  restarts 
##     10770       359         0 
## 
## $convergence
## [1] 0
## 
## $message
## [1] "Converged"
##