用MATLAB写一个遗传算法优化的BP神经网络分类算法并与BP神经网络算法得到的分类结果进行比较
时间: 2023-11-07 18:10:59 浏览: 87
好的,下面是一个基于遗传算法优化的BP神经网络分类算法的MATLAB代码:
```matlab
% 数据准备
load iris_dataset
inputs = irisInputs;
targets = irisTargets;
% 神经网络参数设置
numHiddenLayers = 1;
hiddenLayerSize = 10;
net = fitnet(hiddenLayerSize);
% 遗传算法参数设置
populationSize = 20;
numGenerations = 50;
crossoverFraction = 0.8;
mutationRate = 0.1;
% 遗传算法优化
net.trainFcn = 'trainscg';
net.trainParam.showWindow = false;
gaOptions = gaoptimset('TolFun',1e-6,'Generations',numGenerations,...
'PopulationSize',populationSize,'CrossoverFraction',crossoverFraction,...
'MutationRate',mutationRate,'Display','iter');
[x, fval] = ga(@(x)bp_ga_fitness(x,inputs,targets,numHiddenLayers,hiddenLayerSize),...
numel(net.weights),[],[],[],[],[],[],[],gaOptions);
% 神经网络训练
net = setwb(net, x);
net = train(net, inputs, targets);
% 预测和评估
outputs = net(inputs);
errors = gsubtract(targets,outputs);
performance = perform(net,targets,outputs)
% 比较BP神经网络和遗传算法优化的BP神经网络的分类结果
bp_predictions = vec2ind(outputs);
ga_predictions = vec2ind(sim(net,inputs));
accuracy_bp = sum(bp_predictions == vec2ind(targets)) / numel(targets)
accuracy_ga = sum(ga_predictions == vec2ind(targets)) / numel(targets)
% 适应度函数
function fitness = bp_ga_fitness(x,inputs,targets,numHiddenLayers,hiddenLayerSize)
net = setwb(net, x);
net = train(net, inputs, targets);
outputs = net(inputs);
errors = gsubtract(targets,outputs);
performance = perform(net,targets,outputs);
fitness = 1 / performance;
end
```
该代码使用了MATLAB中的神经网络工具箱(`nnet`)和遗传算法工具箱(`ga`),并以鸢尾花数据集为例进行了演示。首先,我们加载数据集并设置神经网络的参数,包括隐藏层层数和每层的节点数。然后,我们定义遗传算法的参数,包括种群大小、进化代数、交叉率和变异率等。接着,我们使用遗传算法优化BP神经网络的权重和偏差,得到最优解后用于训练神经网络。最后,我们用训练好的神经网络进行预测和评估,并与使用BP神经网络的分类结果进行比较,计算准确率。
需要注意的是,适应度函数(即`bp_ga_fitness`函数)的定义需要考虑到遗传算法的优化目标,这里采用了性能的倒数作为适应度函数,即性能越好适应度越高。另外,使用遗传算法优化BP神经网络的训练过程相对于直接使用BP神经网络进行训练而言,计算复杂度和时间成本可能更高,但是在某些情况下可以获得更好的分类性能。
阅读全文