用python实现GWO优化BPNN

时间: 2024-03-05 09:47:27 浏览: 21
好的,下面是一个简单的用Python实现GWO优化BPNN的代码示例,需要使用PyTorch库来实现BPNN模型的训练: ```python import torch import random import numpy as np # 定义BPNN模型 class BPNN(torch.nn.Module): def __init__(self, input_dim, output_dim, hidden_dims=[10, 5]): super(BPNN, self).__init__() self.input_dim = input_dim self.output_dim = output_dim self.hidden_dims = hidden_dims # 定义神经网络结构 self.layers = torch.nn.ModuleList() self.layers.append(torch.nn.Linear(input_dim, hidden_dims[0])) for i in range(1, len(hidden_dims)): self.layers.append(torch.nn.Linear(hidden_dims[i-1], hidden_dims[i])) self.layers.append(torch.nn.Linear(hidden_dims[-1], output_dim)) # 初始化权重和偏置 for layer in self.layers: torch.nn.init.normal_(layer.weight, mean=0.0, std=0.1) torch.nn.init.constant_(layer.bias, 0.0) def forward(self, x): y = x for layer in self.layers: y = layer(y) y = torch.sigmoid(y) return y # 定义适应度函数 def fitness(net, x, t): y = net(x) loss = torch.nn.functional.binary_cross_entropy(y, t) return loss.item() # 初始化参数 N = 5 # 灰狼数量 max_iter = 100 # 最大迭代次数 c1 = 2 # 学习因子1 c2 = 2 # 学习因子2 c3 = 2 # 学习因子3 a = 2 # 衰减因子 # 加载数据 x = torch.Tensor(np.random.rand(100, 10)) # 输入数据 t = torch.Tensor(np.random.randint(0, 2, (100, 1))).float() # 输出数据 # 初始化灰狼群体 wolf = [] for i in range(N): net = BPNN(10, 1) # 创建一个2层神经网络 pos = [] for param in net.parameters(): pos.append(param.data.clone().detach().numpy().ravel()) # 获取当前灰狼的权重和偏置参数 wolf.append({'net': net, 'pos': pos}) # 初始化最优解 best_pos = wolf[0]['pos'] best_fitness = float('inf') # 迭代更新 for iter in range(max_iter): # 更新每个灰狼的位置 for i in range(N): # 随机选择3个不同的灰狼 r = random.sample(range(N), 3) A = wolf[r[0]]['pos'] B = wolf[r[1]]['pos'] C = wolf[r[2]]['pos'] # 计算A、B、C三个灰狼的距离 D_alpha = abs(c1 * np.array(A) - np.array(wolf[i]['pos'])) D_beta = abs(c2 * np.array(B) - np.array(wolf[i]['pos'])) D_delta = abs(c3 * np.array(C) - np.array(wolf[i]['pos'])) # 更新灰狼位置 wolf[i]['pos'] = (np.array(A) + np.array(B) + np.array(C)) / 3 - a * (D_alpha + D_beta + D_delta) # 更新灰狼适应度 for j, param in enumerate(wolf[i]['net'].parameters()): param.data = torch.Tensor(wolf[i]['pos'][j].reshape(param.data.shape)) fitness_i = fitness(wolf[i]['net'], x, t) if fitness_i < best_fitness: # 更新最优解 best_fitness = fitness_i best_pos = wolf[i]['pos'].copy() # 输出当前迭代结果 print('Iteration {}: Best Fitness = {}'.format(iter, best_fitness)) # 使用最优解进行预测 net = BPNN(10, 1) for j, param in enumerate(net.parameters()): param.data = torch.Tensor(best_pos[j].reshape(param.data.shape)) y = net(x) # 使用最优解的BPNN模型进行预测 ``` 需要注意的是,这只是一个简单的示例代码,实际情况下需要根据具体问题进行适当修改。

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