Matlab实现粒子群优化神经网络算法

时间: 2023-11-10 20:21:06 浏览: 73
以下是Matlab实现粒子群优化神经网络算法的示例代码: % 设置神经网络参数 inputSize = 3; hiddenSize = 5; outputSize = 1; % 初始化粒子群参数 numParticles = 10; maxIterations = 100; c1 = 1.5; c2 = 1.5; w = 0.8; % 生成粒子群 particlePositions = rand(numParticles, hiddenSize * (inputSize + outputSize) + outputSize); particleVelocities = zeros(numParticles, size(particlePositions, 2)); particleBestPositions = particlePositions; particleBestErrors = inf(numParticles, 1); globalBestPosition = particlePositions(1, :); globalBestError = inf; % 设置训练数据 X = [0 0 1; 0 1 1; 1 0 1; 1 1 1]; Y = [0; 1; 1; 0]; % 训练神经网络 for i = 1:maxIterations for j = 1:numParticles % 将粒子的位置转换为神经网络的权重和偏置 particleWeights1 = reshape(particlePositions(j, 1:hiddenSize * inputSize), inputSize, hiddenSize); particleBias1 = reshape(particlePositions(j, hiddenSize * inputSize + 1:hiddenSize * (inputSize + 1)), 1, hiddenSize); particleWeights2 = reshape(particlePositions(j, hiddenSize * (inputSize + 1) + 1:end - outputSize), hiddenSize, outputSize); particleBias2 = particlePositions(j, end - outputSize + 1:end); % 计算粒子的预测结果和误差 [Ypred, ~] = feedforward(particleWeights1, particleBias1, particleWeights2, particleBias2, X); error = loss(Ypred, Y); % 更新粒子的最佳位置和最小误差 if error < particleBestErrors(j) particleBestPositions(j, :) = particlePositions(j, :); particleBestErrors(j) = error; end % 更新全局最佳位置和最小误差 if error < globalBestError globalBestPosition = particlePositions(j, :); globalBestError = error; end % 更新粒子的速度和位置 particleVelocities(j, :) = w * particleVelocities(j, :) ... + c1 * rand(1, size(particlePositions, 2)) .* (particleBestPositions(j, :) - particlePositions(j, :)) ... + c2 * rand(1, size(particlePositions, 2)) .* (globalBestPosition - particlePositions(j, :)); particlePositions(j, :) = particlePositions(j, :) + particleVelocities(j, :); end end % 将全局最佳位置转换为神经网络的权重和偏置 globalBestWeights1 = reshape(globalBestPosition(1:hiddenSize * inputSize), inputSize, hiddenSize); globalBestBias1 = reshape(globalBestPosition(hiddenSize * inputSize + 1:hiddenSize * (inputSize + 1)), 1, hiddenSize); globalBestWeights2 = reshape(globalBestPosition(hiddenSize * (inputSize + 1) + 1:end - outputSize), hiddenSize, outputSize); globalBestBias2 = globalBestPosition(end - outputSize + 1:end); % 计算全局最佳预测结果和误差 [Ypred, ~] = feedforward(globalBestWeights1, globalBestBias1, globalBestWeights2, globalBestBias2, X); error = loss(Ypred, Y); % 输出结果 disp(['Global best error: ' num2str(error)]); disp(['Global best weights and biases: ' num2str(globalBestPosition)]); % 定义神经网络正向传播函数 function [Ypred, Z] = feedforward(weights1, bias1, weights2, bias2, X) Z = tanh(X * weights1 + bias1); Ypred = Z * weights2 + bias2; end % 定义损失函数 function error = loss(Ypred, Y) error = sum((Ypred - Y) .^ 2) / size(Y, 1); end
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