写一个粒子群优化bp 网络的二分类Matlab 程序
时间: 2023-08-31 19:25:32 浏览: 80
### 回答1:
下面是使用粒子群优化算法训练BP神经网络进行二分类的Matlab程序:
```matlab
% 数据准备
load('data.mat'); % 加载数据
x = data(:, 1:2); % 输入数据
y = data(:, 3); % 输出数据
% BP神经网络的设置
input_size = size(x, 2); % 输入层节点数
hidden_size = 10; % 隐藏层节点数
output_size = 1; % 输出层节点数
net = feedforwardnet(hidden_size); % 构建BP神经网络
net.layers{1}.transferFcn = 'logsig'; % 设置隐藏层激活函数
net.layers{2}.transferFcn = 'logsig'; % 设置输出层激活函数
net.trainParam.showWindow = false; % 不显示训练窗口
net.divideFcn = ''; % 不划分训练、验证和测试集
% 粒子群优化算法的设置
n = 50; % 粒子数
max_iter = 100; % 最大迭代次数
w = 0.8; % 惯性权重
c1 = 2; % 学习因子1
c2 = 2; % 学习因子2
lb = -1; % 粒子位置下界
ub = 1; % 粒子位置上界
vmax = 0.2 * (ub-lb); % 粒子速度上限
% 粒子初始化
particle.x = repmat(net.getwb(), n, 1) + randn(n, net.numWeight)*0.1;
particle.v = randn(n, net.numWeight)*0.1;
% 计算适应度
for i = 1:n
net = setwb(net, particle.x(i, :)');
y_pred = net(x');
particle.fitness(i) = -sum(y' .* log(y_pred) + (1-y') .* log(1-y_pred));
end
% 迭代优化
global_best.fitness = inf;
for iter = 1:max_iter
% 更新粒子速度和位置
for i = 1:n
particle.v(i, :) = w * particle.v(i, :) ...
+ c1 * rand(1, net.numWeight) .* (particle.best_x(i, :) - particle.x(i, :)) ...
+ c2 * rand(1, net.numWeight) .* (global_best.x - particle.x(i, :));
particle.v(i, particle.v(i, :) > vmax) = vmax;
particle.v(i, particle.v(i, :) < -vmax) = -vmax;
particle.x(i, :) = particle.x(i, :) + particle.v(i, :);
particle.x(i, particle.x(i, :) > ub) = ub;
particle.x(i, particle.x(i, :) < lb) = lb;
end
% 计算适应度
for i = 1:n
net = setwb(net, particle.x(i, :)');
y_pred = net(x');
fitness = -sum(y' .* log(y_pred) + (1-y') .* log(1-y_pred));
if fitness < particle.fitness(i)
particle.fitness(i) = fitness;
particle.best_x(i, :) = particle.x(i, :);
if fitness < global_best.fitness
global_best.fitness = fitness;
global_best.x = particle.x(i, :);
end
end
end
% 输出结果
fprintf('Iteration %d: Best Fitness = %.4f\n', iter, global_best.fitness);
end
% 训练最优神经网络
net = setwb(net, global_best.x');
net = train(net, x', y');
% 测试分类性能
y_pred = round(net(x'));
accuracy = sum(y_pred' == y) / length(y);
fprintf('Classification Accuracy = %.4f\n', accuracy);
```
其中,`data.mat`文件包含了输入数据和输出数据。程序首先定义了BP神经网络的结构和粒子群优化算法的参数,然后初始化粒子,并计算每个粒子的适应度。接着,程序按照粒子群优化算法的流程进行迭代优化,更新粒子速度和位置,并计算适应度,直到达到最大迭代次数为止。最后,程序使用最优粒子位置训练最优神经网络,并计算测试集上的分类性能。
注意,本程序使用了Matlab中的神经网络工具箱,需要先安装并加载该工具箱。另外,如果数据集较大,可以考虑将其分成训练集、验证集和测试集,用验证集来选择最优粒子位置,最后在测试集上评估分类性能。
### 回答2:
粒子群优化(Particle Swarm Optimization, PSO)算法是一种计算智能算法,可以用来优化神经网络的参数。BP网络是一种常用的神经网络模型,可以用于二分类问题。下面给出一个使用粒子群优化算法优化BP网络参数的Matlab程序。
首先,我们需要定义BP网络的结构。假设输入层有n个神经元,隐藏层有m个神经元,输出层有1个神经元。定义隐藏层和输出层的权值矩阵W和偏置向量B,并初始化它们为随机值。定义激活函数为Sigmoid函数。定义训练集D,包含m个二维输入样本和对应的二分类标签。
接下来,我们使用粒子群优化算法来优化BP网络的参数。首先,定义粒子群的大小N,最大迭代次数max_iter,学习因子c1和c2,惯性权重w。初始化粒子位置和速度矩阵,并定义每个粒子的最佳位置和最佳适应度。
然后,进行max_iter次迭代。在每次迭代中,计算每个粒子的适应度值,即使用当前粒子位置得到的BP网络在训练集上的分类准确率。如果当前适应度值优于最佳适应度值,则更新最佳适应度和最佳位置。接着,更新每个粒子的速度和位置,即根据当前速度和最佳位置调整粒子位置。最后,更新权值矩阵W和偏置向量B,即使用最佳位置更新BP网络参数。
最后,在主程序中运行粒子群优化算法,并输出最终优化得到的BP网络参数。
该程序给出了一个使用粒子群优化算法优化BP网络参数的示例,但注意该示例只适用于二分类问题。如果想要解决其他类型的问题,请根据实际情况进行相应的修改。
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