不使用pyswarms库

时间: 2024-01-26 07:02:10 浏览: 98
好的,以下是一个使用纯Python实现PSO算法优化LSTM神经网络参数的代码示例: ```python import numpy as np import random from keras.models import Sequential from keras.layers import LSTM, Dense # Define the LSTM model def create_model(units, batch_size, learning_rate): model = Sequential() model.add(LSTM(units=units, batch_input_shape=(batch_size, X_train.shape[1], X_train.shape[2]), stateful=True)) model.add(Dense(1)) optimizer = keras.optimizers.Adam(lr=learning_rate) model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer=optimizer) return model # Define the fitness function to be optimized def fitness_function(params): units = params[0] batch_size = params[1] learning_rate = params[2] model = create_model(units=units, batch_size=batch_size, learning_rate=learning_rate) history = model.fit(X_train, y_train, epochs=10, batch_size=batch_size, verbose=0, shuffle=False) loss = history.history['loss'][-1] return loss # Define the PSO optimizer def PSO(fitness_function, n_particles, n_iterations, bounds): # Initialize the particles with random positions and velocities particles_position = np.zeros((n_particles, len(bounds))) particles_velocity = np.zeros((n_particles, len(bounds))) for i in range(n_particles): for j in range(len(bounds)): particles_position[i][j] = random.uniform(bounds[j][0], bounds[j][1]) particles_velocity[i][j] = random.uniform(-1, 1) # Initialize the global best position and fitness global_best_position = np.zeros(len(bounds)) global_best_fitness = np.inf # Iterate over the specified number of iterations for iteration in range(n_iterations): # Evaluate the fitness of each particle and update the personal best position and fitness for i in range(n_particles): fitness = fitness_function(particles_position[i]) if fitness < personal_best_fitness[i]: personal_best_position[i] = particles_position[i] personal_best_fitness[i] = fitness # Update the global best position and fitness if fitness < global_best_fitness: global_best_position = particles_position[i] global_best_fitness = fitness # Update the velocity and position of each particle for i in range(n_particles): for j in range(len(bounds)): r1 = random.random() r2 = random.random() particles_velocity[i][j] = w * particles_velocity[i][j] + c1 * r1 * (personal_best_position[i][j] - particles_position[i][j]) + c2 * r2 * (global_best_position[j] - particles_position[i][j]) particles_position[i][j] = particles_position[i][j] + particles_velocity[i][j] print('Iteration:', iteration, 'Best loss:', global_best_fitness, 'Best params:', global_best_position) return global_best_position, global_best_fitness # Set the search space for the PSO algorithm bounds = [(10, 100), (16, 64), (0.0001, 0.1)] # Define the PSO parameters n_particles = 10 n_iterations = 50 w = 0.9 c1 = 0.5 c2 = 0.3 # Run the PSO optimizer to find the optimal parameters best_params, best_fitness = PSO(fitness_function, n_particles, n_iterations, bounds) # Train the LSTM model with the optimal parameters model = create_model(units=int(best_params[0]), batch_size=int(best_params[1]), learning_rate=best_params[2]) history = model.fit(X_train, y_train, epochs=100, batch_size=int(best_params[1]), validation_data=(X_test, y_test), verbose=0, shuffle=False) # Evaluate the LSTM model loss = model.evaluate(X_test, y_test, batch_size=int(best_params[1]), verbose=0) print('Test loss:', loss) ``` 在这个示例中,我们定义了一个名为PSO的函数,它接收适应度函数、粒子数量、迭代次数和参数搜索范围作为输入,并返回最优参数和最小损失值。在PSO函数中,我们初始化了粒子的位置和速度,并迭代地更新它们的位置和速度,使用适应度函数计算每个粒子的适应度,并更新个人最优位置和全局最优位置。最后,我们使用找到的最优参数重新训练LSTM模型,并评估其在测试集上的表现。
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