matlab写粒子群优化算法神经网络

时间: 2023-10-31 11:59:19 浏览: 41
粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)是一种基于群体智能的优化算法,常用于神经网络的训练中。下面是使用 MATLAB 编写 PSO 神经网络的示例代码: ```matlab % 导入数据 load iris_dataset; % 设置神经网络参数 input_layer_size = 4; % 输入层大小 hidden_layer_size = 5; % 隐藏层大小 num_labels = 3; % 输出层大小 lambda = 1; % 正则化参数 % 初始化神经网络参数 initial_Theta1 = rand(hidden_layer_size, input_layer_size + 1) * 2 - 1; initial_Theta2 = rand(num_labels, hidden_layer_size + 1) * 2 - 1; initial_nn_params = [initial_Theta1(:) ; initial_Theta2(:)]; % 定义代价函数 function [J, grad] = nnCostFunction(nn_params, input_layer_size, hidden_layer_size, num_labels, X, y, lambda) Theta1 = reshape(nn_params(1:hidden_layer_size * (input_layer_size + 1)), hidden_layer_size, (input_layer_size + 1)); Theta2 = reshape(nn_params((1 + (hidden_layer_size * (input_layer_size + 1))):end), num_labels, (hidden_layer_size + 1)); m = size(X, 1); J = 0; Theta1_grad = zeros(size(Theta1)); Theta2_grad = zeros(size(Theta2)); % 前向传播 a1 = [ones(m,1) X]; z2 = a1 * Theta1'; a2 = [ones(size(z2,1),1) sigmoid(z2)]; z3 = a2 * Theta2'; h = sigmoid(z3); % 计算代价函数 yVec = zeros(m,num_labels); for i=1:num_labels yVec(:,i) = (y==i); J = J + 1/m * sum(-yVec(:,i) .* log(h(:,i)) - (1-yVec(:,i)) .* log(1-h(:,i))); end J = J + lambda/(2*m) * (sum(sum(Theta1(:,2:end).^2)) + sum(sum(Theta2(:,2:end).^2))); % 反向传播 delta3 = h - yVec; delta2 = delta3 * Theta2(:,2:end) .* sigmoidGradient(z2); Delta1 = delta2' * a1; Delta2 = delta3' * a2; % 计算梯度 Theta1_grad = Delta1/m + lambda/m * [zeros(size(Theta1,1),1) Theta1(:,2:end)]; Theta2_grad = Delta2/m + lambda/m * [zeros(size(Theta2,1),1) Theta2(:,2:end)]; grad = [Theta1_grad(:) ; Theta2_grad(:)]; end % 使用 PSO 算法进行训练 options = optimoptions('particleswarm','MaxIterations',1000); costFunction = @(p) nnCostFunction(p, input_layer_size, hidden_layer_size, num_labels, X, y, lambda); [nn_params, cost] = particleswarm(costFunction, numel(initial_nn_params), [], [], options); % 获取最优参数 Theta1 = reshape(nn_params(1:hidden_layer_size * (input_layer_size + 1)), hidden_layer_size, (input_layer_size + 1)); Theta2 = reshape(nn_params((1 + (hidden_layer_size * (input_layer_size + 1))):end), num_labels, (hidden_layer_size + 1)); % 使用最优参数进行预测 a1 = [ones(size(X,1),1) X]; z2 = a1 * Theta1'; a2 = [ones(size(z2,1),1) sigmoid(z2)]; z3 = a2 * Theta2'; h = sigmoid(z3); [~, p] = max(h, [], 2); % 计算准确率 fprintf('Training Set Accuracy: %f\n', mean(double(p == y)) * 100); ``` 需要注意的是,上述代码中使用了 sigmoid 函数和其梯度函数 sigmoidGradient,因此需要先定义这两个函数: ```matlab function g = sigmoid(z) g = 1 ./ (1 + exp(-z)); end function g = sigmoidGradient(z) g = sigmoid(z) .* (1 - sigmoid(z)); end ``` 在这个示例中,我们使用了鸢尾花数据集进行训练和测试,但你可以根据自己的需求修改输入层大小、隐藏层大小、输出层大小、正则化参数等参数。

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