编写pytorch代码,定义LSTMAttention模型,定义FA_CPSO优化算法,初始化混沌粒子群算法的位置、速度、种群规模等参数,利用混沌粒子群算法更新粒子群的速度和位置,在参数达到最优时引入萤火虫随机扰动,更新粒子群的参数,直到得到最优参数

时间: 2023-07-24 17:39:49 浏览: 57
好的,我会帮您实现这个模型和优化算法。下面是代码: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import numpy as np # 定义目标函数,这里使用交叉熵损失 def objective_function(model, data, target): output = model(data) loss = F.cross_entropy(output, target) return loss # 定义LSTMAttention模型 class LSTMAttention(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, num_classes): super(LSTMAttention, self).__init__() self.hidden_size = hidden_size self.lstm = nn.LSTM(input_size, hidden_size, batch_first=True) self.fc = nn.Linear(hidden_size, num_classes) self.attention = nn.Linear(hidden_size, 1, bias=False) def forward(self, x): lstm_out, _ = self.lstm(x) attention_weights = F.softmax(self.attention(lstm_out), dim=1) attention_applied = torch.bmm(attention_weights.transpose(1, 2), lstm_out) output = self.fc(attention_applied.squeeze(1)) return output # 定义混沌序列生成函数 def chaotic_sequence(a, b, c, d, seed, length): x = np.zeros(length) x[0] = seed for i in range(1, length): x[i] = d * x[i - 1] + a * np.sin(b * x[i - 1]) + c return x # 定义萤火虫算法 def firefly_algorithm(pop_size, max_iter, dim, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func): # 初始化种群 pop = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub) for i in range(max_iter): # 计算种群适应度 fitness = obj_func(pop) # 更新萤火虫位置 for j in range(pop_size): for k in range(pop_size): if fitness[j] < fitness[k]: r = torch.norm(pop[j] - pop[k]) pop[j] += beta * torch.exp(-gamma * r ** 2.0) * (pop[k] - pop[j]) + alpha * torch.FloatTensor(dim).normal_(0, 1) # 限制位置范围 pop = torch.clamp(pop, lb, ub) # 返回最优解和最优适应度 best_fitness, best_idx = torch.min(obj_func(pop), 0) best_solution = pop[best_idx] return best_solution, best_fitness # 定义FA_CPSO算法 def fa_cpso(pop_size, max_iter, dim, a, b, c, d, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func): # 初始化粒子群位置和速度 pos = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub) vel = torch.FloatTensor(pop_size, dim).uniform_(lb, ub) - pos # 初始化个体最优位置和适应度 pbest_pos = pos.clone() pbest_fitness = obj_func(pbest_pos) # 初始化全局最优位置和适应度 gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0) gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx] # 开始迭代 for i in range(max_iter): # 生成混沌序列 chaos_seq = chaotic_sequence(a, b, c, d, i, pop_size) # 更新粒子群速度和位置 vel = vel + chaos_seq.reshape(-1, 1) * (pbest_pos - pos) + chaos_seq.reshape(-1, 1) * (gbest_pos - pos) pos = pos + vel # 限制位置范围 pos = torch.clamp(pos, lb, ub) # 更新个体最优位置和全局最优位置 fitness = obj_func(pos) update_idx = fitness < pbest_fitness pbest_pos[update_idx] = pos[update_idx] pbest_fitness[update_idx] = fitness[update_idx] if torch.min(pbest_fitness) < gbest_fitness: gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0) gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx] # 引入萤火虫随机扰动 if i % 10 == 0: best_solution, best_fitness = firefly_algorithm(pop_size, 10, dim, alpha, beta, gamma, lb, ub, obj_func) update_idx = best_fitness < pbest_fitness pbest_pos[update_idx] = best_solution pbest_fitness[update_idx] = best_fitness if torch.min(pbest_fitness) < gbest_fitness: gbest_fitness, gbest_idx = torch.min(pbest_fitness, 0) gbest_pos = pbest_pos[gbest_idx] # 返回最优解和最优适应度 return gbest_pos, gbest_fitness ``` 上述代码中,我们定义了目标函数,使用交叉熵损失函数。然后定义了LSTMAttention模型,该模型可以对输入进行处理,并输出分类结果。接着定义了混沌序列生成函数和萤火虫算法,以及结合两者的FA_CPSO算法。在FA_CPSO算法中,我们初始化粒子群的位置和速度,利用混沌序列更新粒子群的位置和速度,并引入萤火虫随机扰动更新粒子群的参数。最后得到最优解和最优适应度。 需要注意的是,上述代码中的参数需要根据具体问题进行调整,以达到更好的优化效果。

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