Ⅰ 基於改進萊維飛行和混沌映射的粒子群優化BP神經網路預測研究(Matlab代碼實現)
歡迎來到本博客❤️❤️ 博主優勢: 博客內容盡量做到思維縝密,邏輯清晰,為了方便讀者。 /> ⛳️座右銘:行百里者,半於九十。
基於改進萊維飛行和混沌映射的粒子群優化BP神經網路預測研究是一種將粒子群優化演算法(PSO)與BP神經網路相結合的預測研究方法。該方法通過改進萊維飛行和混沌映射的方式,提高了PSO演算法的搜索能力和收斂速度,進而提高了BP神經網路的預測准確性。
具體而言,該方法首先使用萊維飛行演算法來更新粒子的速度和位置,以實現全局搜索。萊維飛行演算法是一種模擬萊維飛行的隨機搜索演算法,具有較好的全局搜索能力。然後,通過引入混沌映射來調整粒子的速度和位置,以實現局部搜索。混沌映射是一種非線性動力學系統,具有較好的局部搜索能力。通過融合萊維飛行和混沌映射,該方法能夠在全局和局部范圍內進行有效的搜索和優化。
在PSO演算法的基礎上,該方法還結合了BP神經網路進行預測任務。BP神經網路是一種常用的預測演算法,具有較好的學習和泛化能力。通過將PSO演算法與BP神經網路相結合,該方法能夠利用PSO演算法的優化能力來自動調整BP神經網路的權值和閾值,從而提高預測准確性。
通過實驗證明,基於改進萊維飛行和混沌映射的粒子群優化BP神經網路預測研究方法在預測任務中具有較好的性能。該方法能夠有效地搜索和優化BP神經網路的參數,提高預測准確性,並且具有較好的收斂速度和穩定性。因此,該方法在實際應用中具有一定的研究和應用價值。
文章中一些內容引自網路,會註明出處或引用為參考文獻,難免有未盡之處,如有不妥,請隨時聯系刪除。
[1]龔然,施文娟,朱振源.基於混沌映射和萊維飛行的黏菌優化演算法[J].計算機與數字工程, 2023, 51(2):361-367.
[2]梅建想,李曉理,張山.基於改進粒子群BP神經網路的PM_(2.5)濃度預測研究[C]//第28屆中國過程式控制制會議(CPCC 2017)暨紀念中國過程式控制制會議30周年.0[2023-08-27].
[3]黃麗君,郭文忠.基於粒子群優化的BP神經網路預測方法及其應用研究[J].漳州師范學院學報(自然科學版), 2008.DOI:JournalArticle/5aeb89d2c095d709440a8308.
Ⅱ 什麼是BP神經網路
誤差反向傳播(Error Back Propagation, BP)演算法
1、BP演算法的基本思想是,學習過程由信號的正向傳播與誤差的反向傳播兩個過程組成。
1)正向傳播:輸入樣本->輸入層->各隱層(處理)->輸出層
注1:若輸出層實際輸出與期望輸出(教師信號)不符,則轉入2)(誤差反向傳播過程)
2)誤差反向傳播:輸出誤差(某種形式)->隱層(逐層)->輸入層
其主要目的是通過將輸出誤差反傳,將誤差分攤給各層所有單元,從而獲得各層單元的誤差信號,進而修正各單元的權值(其過程,是一個權值調整的過程)。
注2:權值調整的過程,也就是網路的學習訓練過程(學習也就是這么的由來,權值調整)。
2、BP演算法實現步驟(軟體):
1)初始化
2)輸入訓練樣本對,計算各層輸出
3)計算網路輸出誤差
4)計算各層誤差信號
5)調整各層權值
6)檢查網路總誤差是否達到精度要求
滿足,則訓練結束;不滿足,則返回步驟2)
3、多層感知器(基於BP演算法)的主要能力:
1)非線性映射:足夠多樣本->學習訓練
能學習和存儲大量輸入-輸出模式映射關系。只要能提供足夠多的樣本模式對供BP網路進行學習訓練,它便能完成由n維輸入空間到m維輸出空間的非線性映射。
2)泛化:輸入新樣本(訓練時未有)->完成正確的輸入、輸出映射
3)容錯:個別樣本誤差不能左右對權矩陣的調整
4、標准BP演算法的缺陷:
1)易形成局部極小(屬貪婪演算法,局部最優)而得不到全局最優;
2)訓練次數多使得學習效率低下,收斂速度慢(需做大量運算);
3)隱節點的選取缺乏理論支持;
4)訓練時學習新樣本有遺忘舊樣本趨勢。
注3:改進演算法—增加動量項、自適應調整學習速率(這個似乎不錯)及引入陡度因子