粒子群算法优化神经网络python代码

时间: 2023-10-29 22:03:14 浏览: 43
粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)是一种启发式优化算法,可以用来优化神经网络的权重和阈值。下面是使用Python实现粒子群算法优化神经网络的代码示例: ```python import numpy as np # 定义神经网络类 class NeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size self.weights_hidden = np.random.rand(input_size, hidden_size) self.weights_output = np.random.rand(hidden_size, output_size) self.bias_hidden = np.random.rand(hidden_size) self.bias_output = np.random.rand(output_size) def forward_propagation(self, X): self.hidden_layer_output = sigmoid(np.dot(X, self.weights_hidden) + self.bias_hidden) self.output_layer_output = sigmoid(np.dot(self.hidden_layer_output, self.weights_output) + self.bias_output) return self.output_layer_output def calculate_loss(self, X, y): y_predicted = self.forward_propagation(X) loss = np.mean(0.5 * (y_predicted - y) ** 2) return loss def update_weights(self, weights): self.weights_hidden = weights[:self.input_size * self.hidden_size].reshape(self.input_size, self.hidden_size) self.weights_output = weights[self.input_size * self.hidden_size:].reshape(self.hidden_size, self.output_size) def update_biases(self, biases): self.bias_hidden = biases[:self.hidden_size] self.bias_output = biases[self.hidden_size:] # 定义粒子群优化类 class PSO: def __init__(self, num_particles, max_iterations, cost_function, num_dimensions): self.num_particles = num_particles self.max_iterations = max_iterations self.cost_function = cost_function self.num_dimensions = num_dimensions self.particles_position = np.random.rand(num_particles, num_dimensions) self.particles_velocity = np.random.rand(num_particles, num_dimensions) self.particles_best_position = self.particles_position.copy() self.global_best_position = None self.global_best_cost = np.inf def optimize(self): for t in range(self.max_iterations): for i in range(self.num_particles): cost = self.cost_function(self.particles_position[i]) if cost < self.cost_function(self.particles_best_position[i]): self.particles_best_position[i] = self.particles_position[i] if cost < self.global_best_cost: self.global_best_cost = cost self.global_best_position = self.particles_position[i] w = 0.5 + np.random.rand() / 2 c1 = 2 * np.random.rand() c2 = 2 * np.random.rand() self.particles_velocity[i] = (w * self.particles_velocity[i] + c1 * (self.particles_best_position[i] - self.particles_position[i]) + c2 * (self.global_best_position - self.particles_position[i])) self.particles_position[i] = self.particles_position[i] + self.particles_velocity[i] # sigmoid 激活函数 def sigmoid(x): return 1 / (1 + np.exp(-x)) # 定义损失函数 def loss_function(weights): model = NeuralNetwork(2, 3, 1) model.update_weights(weights) return model.calculate_loss(X, y) # 设定训练数据集 X = np.array([[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]) y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) # 设置粒子群算法的参数并进行优化 pso = PSO(num_particles=10, max_iterations=100, cost_function=loss_function, num_dimensions=11) pso.optimize() # 打印优化后的权重 print("Optimized Weights:") print(pso.global_best_position) ``` 以上代码实现了一个简单的两层神经网络,并使用粒子群算法对其权重进行优化。输入层有2个神经元,隐藏层有3个神经元,输出层有1个神经元。神经网络的前向传播使用sigmoid激活函数。PSO算法使用10个粒子和100次迭代进行优化。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

pre_o_1csdn63m9a1bs0e1rr51niuu33e.a

pre_o_1csdn63m9a1bs0e1rr51niuu33e.a
recommend-type

matlab建立计算力学课程的笔记和文件.zip

matlab建立计算力学课程的笔记和文件.zip
recommend-type

FT-Prog-v3.12.38.643-FTD USB 工作模式设定及eprom读写

FT_Prog_v3.12.38.643--FTD USB 工作模式设定及eprom读写
recommend-type

matlab基于RRT和人工势场法混合算法的路径规划.zip

matlab基于RRT和人工势场法混合算法的路径规划.zip
recommend-type

matlab基于matlab的两步定位软件定义接收机的开源GNSS直接位置估计插件模块.zip

matlab基于matlab的两步定位软件定义接收机的开源GNSS直接位置估计插件模块.zip
recommend-type

zigbee-cluster-library-specification

最新的zigbee-cluster-library-specification说明文档。
recommend-type

管理建模和仿真的文件

管理Boualem Benatallah引用此版本:布阿利姆·贝纳塔拉。管理建模和仿真。约瑟夫-傅立叶大学-格勒诺布尔第一大学,1996年。法语。NNT:电话:00345357HAL ID:电话:00345357https://theses.hal.science/tel-003453572008年12月9日提交HAL是一个多学科的开放存取档案馆,用于存放和传播科学研究论文,无论它们是否被公开。论文可以来自法国或国外的教学和研究机构,也可以来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire
recommend-type

实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成

![实现实时数据湖架构:Kafka与Hive集成](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/10eb2e6972b3b6086286fc64c0b3ee41.jpeg) # 1. 实时数据湖架构概述** 实时数据湖是一种现代数据管理架构,它允许企业以低延迟的方式收集、存储和处理大量数据。与传统数据仓库不同,实时数据湖不依赖于预先定义的模式,而是采用灵活的架构,可以处理各种数据类型和格式。这种架构为企业提供了以下优势: - **实时洞察:**实时数据湖允许企业访问最新的数据,从而做出更明智的决策。 - **数据民主化:**实时数据湖使各种利益相关者都可
recommend-type

2. 通过python绘制y=e-xsin(2πx)图像

可以使用matplotlib库来绘制这个函数的图像。以下是一段示例代码: ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def func(x): return np.exp(-x) * np.sin(2 * np.pi * x) x = np.linspace(0, 5, 500) y = func(x) plt.plot(x, y) plt.xlabel('x') plt.ylabel('y') plt.title('y = e^{-x} sin(2πx)') plt.show() ``` 运行这段
recommend-type

JSBSim Reference Manual

JSBSim参考手册,其中包含JSBSim简介,JSBSim配置文件xml的编写语法,编程手册以及一些应用实例等。其中有部分内容还没有写完,估计有生之年很难看到完整版了,但是内容还是很有参考价值的。