遗传算法bp神经网络原理,bp神经网络 遗传算法

BP算法、BP神经网络、遗传算法、神经网络这四者之间的关系

这四个都属于人工智能算法的范畴。其中BP算法、BP神经网络和神经网络属于神经网络这个大类。遗传算法为进化算法这个大类。

神经网络模拟人类大脑神经计算过程,可以实现高度非线性的预测和计算,主要用于非线性拟合,识别,特点是需要“训练”,给一些输入,告诉他正确的输出。若干次后,再给新的输入,神经网络就能正确的预测对于的输出。

神经网络广泛的运用在模式识别,故障诊断中。BP算法和BP神经网络是神经网络的改进版,修正了一些神经网络的缺点。遗传算法属于进化算法,模拟大自然生物进化的过程:优胜略汰。

个体不断进化,只有高质量的个体(目标函数最小(大))才能进入下一代的繁殖。如此往复,最终找到全局最优值。遗传算法能够很好的解决常规优化算法无法解决的高度非线性优化问题,广泛应用在各行各业中。

差分进化,蚁群算法,粒子群算法等都属于进化算法,只是模拟的生物群体对象不一样而已。

谷歌人工智能写作项目:神经网络伪原创

遗传算法为什么可以优化bp神经网络?

用遗传算法优化bp神经网络,训练变快!是怎么回事?

遗传算法优化bp神经网络,训练好后,做预测会更加准确?求大神告知!

matlab遗传算法改进bp神经网络

你提供的代码是一个基本的BP神经网络训练过程。一般都是用GA训练,之后再用改进动量法继续训练,直至最后达到目标。

遗传算法(Genetic Algorithm)是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法。

遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群(population)开始的,而一个种群则由经过基因(gene)编码的一定数目的个体(individual)组成。

每个个体实际上是染色体(chromosome)带有特征的实体。

染色体作为遗传物质的主要载体,即多个基因的集合,其内部表现(即基因型)是某种基因组合,它决定了个体的形状的外部表现,如黑头发的特征是由染色体中控制这一特征的某种基因组合决定的。

 

### 实现遗传算法优化BP神经网络 在MATLAB中实现遗传算法(GA)优化BP神经网络主要涉及两个方面的工作:一是构建BP神经网络;二是利用遗传算法优化该网络的初始权重和阈值。通过这种方式可以提高BP神经网络的学习效率并改善其泛化能力。 #### 构建BP神经网络 BP神经网络是一种按照误差逆传播算法训练的多层前馈网络,它能够学习给定输入向量集与目标输出之间的映射关系[^2]。下面是一个简单的例子展示如何创建一个三层(输入层、隐藏层、输出层)的BP神经网络: ```matlab % 定义样本数据 inputs = ...; % 输入样本矩阵, 每一列为一个样本 targets = ...; % 对应的目标输出矩阵 % 创建BP神经网络 hiddenLayerSize = 10; % 设置隐含层数目 net = fitnet(hiddenLayerSize); % 训练配置 net.divideParam.trainRatio = 70/100; net.divideParam.valRatio = 15/100; net.divideParam.testRatio = 15/100; % 开始训练 [net,tr] = train(net,inputs,targets); ``` 这段代码定义了一个具有指定数量隐藏节点的BP神经网络,并设置了用于划分训练集、验证集以及测试集的比例。接着调用了`train()`函数来进行实际的训练操作。 #### 使用遗传算法优化BP神经网络 为了克服传统BP算法容易陷入局部极小点的问题,可以通过引入遗传算法BP神经网络进行改进。具体来说就是把BP神经网络中的连接权值作为染色体编码的一部分,在每一代进化过程中调整这些参数直到找到最优解为止。以下是具体的实施方法: ```matlab function optimizedNet = gaOptimizeBpNetwork(inputs, targets) function fitnessFunction(x) global net % 将基因串转换成对应的权值和偏置 w1 = reshape(x(1:hiddenLayerSize*inputNum), hiddenLayerSize, inputNum); b1 = x((hiddenLayerSize*inputNum)+1:(hiddenLayerSize*(inputNum+1))); w2 = reshape(x(end-outputNum+1:end-hiddenLayerSize+1), outputNum, hiddenLayerSize); b2 = x(end-(outputNum-1):end); % 更新网络结构 net.IW{1,1} = w1'; net.LW{2,1} = w2'; net.b{1} = b1'; net.b{2} = b2'; % 进行一次正向传播计算适应度 outputs = sim(net, inputs)'; error = gsubtract(targets',outputs'); performance = perform(net, targets', outputs'); % 返回负性能指标作为适应度(越低越好) fval = -performance; end % 获取输入维度信息 [~, inputNum] = size(inputs); % 初始化BP神经网络 hiddenLayerSize = 10; net = fitnet(hiddenLayerSize); % 设定GA求解器选项 options = optimoptions('ga','Display','iter',... 'PopulationSize',50,... 'Generations',200,... 'PlotFcn',{@gaplotbestf,@gaplotscorediversity}); lb = ones(1,(hiddenLayerSize * (inputNum + 1)) + ((size(targets,1)-1)*hiddenLayerSize)); ub = ones(size(lb))*Inf; % 调用GA求解器寻找最佳权值组合 [optimizedParams,fval] = ga(@fitnessFunction,numel(lb),[],[],[],[],lb,ub,[],options); % 应用最终权重到原始网络上 optimizedNet = clone(net); % 复制原网路防止修改原有对象 optimizedNet.IW{1,1} = reshape(optimizedParams(1:hiddenLayerSize*inputNum)', inputNum, hiddenLayerSize); optimizedNet.LW{2,1} = reshape(optimizedParams(end-size(targets,1)+1:end-hiddenLayerSize+1)', hiddenLayerSize, size(targets,1)); optimizedNet.b{1} = optimizedParams((hiddenLayerSize*inputNum)+1:(hiddenLayerSize*(inputNum+1)))'; optimizedNet.b{2} = optimizedParams(end-(size(targets,1)-1):end)'; end ``` 上述代码展示了完整的遗传算法优化流程,其中包含了自定义适应度评估函数`fitnessFunction()`, 并将其传递给了MATLAB内置的`ga()`函数以执行全局搜索过程。最终返回的是经过优化后的BP神经网络实例 `optimizedNet`[^3]。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值