现在有一个回归问题,要用keras建立BP神经网络模型,并且用粒子群优化算法优化模型,得到最佳参数,用交叉验证得出训练集和测试集的RMSE,画出RMSE迭代图

时间: 2024-05-10 09:20:25 浏览: 171
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粒子群算法优化BP神经网络回归预测(PSO-BP),多变量输入单输出模型 评价指标包括:R2、MAE、MSE、RMSE和MAPE

首先,我们需要导入所需的库和数据集: ```python import numpy as np from sklearn.datasets import make_regression from sklearn.model_selection import train_test_split from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense from keras.optimizers import SGD import pyswarms as ps from pyswarms.utils.functions import single_obj as fx from pyswarms.utils.plotters import plot_cost_history, plot_contour, plot_surface # 生成随机数据 X, y = make_regression(n_samples=500, n_features=10, noise=0.1, random_state=42) # 分割数据集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) ``` 接下来,我们需要定义一个函数来创建神经网络模型: ```python def create_model(n_inputs, n_outputs, n_hidden_layers, n_neurons_per_layer, activation_function): # 创建Sequential模型 model = Sequential() # 添加输入层和第一个隐藏层 model.add(Dense(n_neurons_per_layer, input_dim=n_inputs, activation=activation_function)) # 添加更多的隐藏层 for i in range(n_hidden_layers-1): model.add(Dense(n_neurons_per_layer, activation=activation_function)) # 添加输出层 model.add(Dense(n_outputs)) # 编译模型 model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='adam') return model ``` 然后,我们可以使用pyswarms库中的PSO类来优化神经网络模型的参数: ```python # 定义适应度函数 def fitness_function(params, X_train, y_train): # 解压参数 n_inputs, n_outputs, n_hidden_layers, n_neurons_per_layer, activation_function = params # 创建模型 model = create_model(n_inputs, n_outputs, n_hidden_layers, n_neurons_per_layer, activation_function) # 训练模型 model.fit(X_train, y_train, epochs=50, verbose=0) # 计算RMSE y_pred = model.predict(X_train) rmse = np.sqrt(np.mean((y_train - y_pred)**2)) return rmse # 定义PSO优化器 optimizer = ps.single.GlobalBestPSO(n_particles=10, dimensions=5, options={'c1': 0.5, 'c2': 0.3, 'w':0.9}) # 运行PSO best_params, best_cost = optimizer.optimize(fitness_function, iters=50, X_train=X_train, y_train=y_train) ``` 最后,我们可以使用找到的最佳参数来创建最终的模型,并使用交叉验证来评估模型的性能: ```python # 创建最终模型 model = create_model(*best_params) # 训练模型 model.fit(X_train, y_train, epochs=50, verbose=0) # 评估模型性能 y_train_pred = model.predict(X_train) train_rmse = np.sqrt(np.mean((y_train - y_train_pred)**2)) y_test_pred = model.predict(X_test) test_rmse = np.sqrt(np.mean((y_test - y_test_pred)**2)) print('Training RMSE:', train_rmse) print('Testing RMSE:', test_rmse) ``` 最后,我们可以使用pyswarms库中的plot_cost_history函数来绘制RMSE迭代图: ```python plot_cost_history(optimizer.cost_history) ``` 这样就完成了使用keras和粒子群优化算法来建立BP神经网络模型的过程。
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