matlab代码:用遗传算法来优化神经网络初始权值, 编程步骤主要分为以下几个部分:清空环境变量,网络结构确定,遗传算法参数初始化,迭代求解最佳初始阀值和权值,遗传算法结果分析,把最优初始阀值权值赋予网络预测,BP网络训练,BP网络预测。请展示该实验代码和实验结果并解释。

时间: 2023-10-06 20:13:04 浏览: 46
以下是用遗传算法来优化神经网络初始权值的 MATLAB 代码: ```matlab % 清空环境变量 clear all; close all; clc; % 网络结构确定 n_input = 4; n_hidden = 5; n_output = 3; % 遗传算法参数初始化 population_size = 50; % 种群大小 chromosome_length = (n_input+1)*n_hidden + (n_hidden+1)*n_output; % 染色体长度 crossover_rate = 0.8; % 交叉概率 mutation_rate = 0.01; % 变异概率 max_generation = 50; % 最大迭代次数 % 训练数据 load iris_dataset; X = irisInputs'; Y = irisTargets'; % 迭代求解最佳初始阀值和权值 best_fitness = inf; best_chromosome = []; fitness_history = []; for i = 1:max_generation % 种群初始化 population = rand(population_size, chromosome_length); % 评估种群适应度 fitness = zeros(population_size, 1); for j = 1:population_size chromosome = reshape(population(j,:), [n_input+1,n_hidden+n_output]); fitness(j) = evaluate_fitness(chromosome, X, Y); end % 记录历史最佳适应度和染色体 [best_fitness_generation, best_index] = min(fitness); if best_fitness_generation < best_fitness best_fitness = best_fitness_generation; best_chromosome = population(best_index,:); end fitness_history = [fitness_history; best_fitness]; % 选择、交叉、变异操作 new_population = zeros(population_size, chromosome_length); for j = 1:2:population_size % 选择 [parent1_index, parent2_index] = select(population, fitness); parent1 = population(parent1_index,:); parent2 = population(parent2_index,:); % 交叉 if rand() < crossover_rate [child1, child2] = crossover(parent1, parent2); else child1 = parent1; child2 = parent2; end % 变异 child1 = mutation(child1, mutation_rate); child2 = mutation(child2, mutation_rate); % 添加到新种群中 new_population(j,:) = child1; new_population(j+1,:) = child2; end % 更新种群 population = new_population; end % 遗传算法结果分析 best_chromosome = reshape(best_chromosome, [n_input+1,n_hidden+n_output]); fprintf('Best fitness = %f\n', best_fitness); fprintf('Best chromosome = \n'); disp(best_chromosome); figure; plot(fitness_history); title('Fitness History'); xlabel('Generation'); ylabel('Fitness'); % 把最优初始阀值权值赋予网络预测 net = feedforwardnet([n_hidden]); net.layers{1}.transferFcn = 'logsig'; net.layers{2}.transferFcn = 'softmax'; net.initFcn = 'initnw'; net.initFcnArgs{1} = best_chromosome; net = init(net); % BP网络训练 net.trainFcn = 'trainscg'; net.trainParam.epochs = 1000; net.trainParam.goal = 0.01; net.divideFcn = 'dividerand'; net.divideParam.trainRatio = 0.7; net.divideParam.valRatio = 0.15; net.divideParam.testRatio = 0.15; [net, tr] = train(net, X', Y'); % BP网络预测 Y_pred = net(X'); plotconfusion(Y', Y_pred); ``` 该代码使用遗传算法来优化神经网络的初始阈值和权值。主要分为以下几个部分: 1. 清空环境变量。 2. 确定神经网络结构,包括输入层、隐层和输出层的神经元数量。 3. 初始化遗传算法参数,包括种群大小、染色体长度、交叉概率、变异概率和最大迭代次数。 4. 加载训练数据,这里使用了鸢尾花数据集。 5. 迭代求解最佳初始阈值和权值。在每一代中,首先初始化种群,然后计算每个染色体的适应度,选择、交叉和变异操作生成新的种群。同时记录历史最佳适应度和染色体。 6. 分析遗传算法结果。输出最佳适应度和染色体,以及历史适应度曲线。 7. 把最优初始阈值和权值赋予神经网络预测。这里使用了 Matlab 自带的 `feedforwardnet` 函数,设置了两个层的激活函数分别为 `logsig` 和 `softmax`。 8. 使用 BP 算法训练神经网络。这里使用了 `trainscg` 算法,设置了迭代次数、误差目标和数据集分割比例。 9. 使用训练好的神经网络进行预测,并绘制混淆矩阵。

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