粒子群算法优化bp神经网络预测番茄产量python代码案例,输入8个自变量,输出产量

时间: 2024-03-21 12:41:16 浏览: 24
好的,我了解了你的要求。下面是一个使用粒子群算法优化BP神经网络预测番茄产量的Python代码案例: ```python import numpy as np import pandas as pd import random import math # 读取数据 data = pd.read_csv('tomato.csv') # 数据预处理 x = data.iloc[:, 0:8] y = data['yield'] x = np.array(x) y = np.array(y) # 神经网络参数设置 input_size = 8 hidden_size = 10 output_size = 1 w1 = np.random.randn(input_size, hidden_size) w2 = np.random.randn(hidden_size, output_size) b1 = np.random.randn(1, hidden_size) b2 = np.random.randn(1, output_size) # 粒子群算法参数设置 n = 20 # 粒子数 max_step = 100 # 最大迭代次数 w_min = 0.4 # 惯性权重最小值 w_max = 0.9 # 惯性权重最大值 c1 = 2 # 学习因子1 c2 = 2 # 学习因子2 v_min = -1 # 粒子速度最小值 v_max = 1 # 粒子速度最大值 x_min = -1 # 神经网络权重最小值 x_max = 1 # 神经网络权重最大值 # 初始化粒子群 particles = [] for i in range(n): particle = {} particle['w1'] = np.random.uniform(x_min, x_max, size=(input_size, hidden_size)) particle['w2'] = np.random.uniform(x_min, x_max, size=(hidden_size, output_size)) particle['b1'] = np.random.uniform(x_min, x_max, size=(1, hidden_size)) particle['b2'] = np.random.uniform(x_min, x_max, size=(1, output_size)) particle['pbest'] = particle.copy() particle['fitness'] = 0 particles.append(particle) # 迭代优化 gbest = particles[0].copy() for step in range(max_step): for i in range(n): # 计算粒子适应度 h = np.maximum(0, np.dot(x, particles[i]['w1']) + particles[i]['b1']) y_pred = np.dot(h, particles[i]['w2']) + particles[i]['b2'] fitness = 1 / (1 + np.sqrt(np.mean((y - y_pred) ** 2))) particles[i]['fitness'] = fitness # 更新个体最优解 if fitness > particles[i]['pbest']['fitness']: particles[i]['pbest'] = particles[i].copy() # 更新全局最优解 if fitness > gbest['fitness']: gbest = particles[i].copy() # 更新粒子速度和位置 w = w_min + (w_max - w_min) * (max_step - step) / max_step # 惯性权重 for i in range(n): v_w1 = w * particles[i]['w1'] + c1 * random.random() * (particles[i]['pbest']['w1'] - particles[i]['w1']) + c2 * random.random() * (gbest['w1'] - particles[i]['w1']) v_w2 = w * particles[i]['w2'] + c1 * random.random() * (particles[i]['pbest']['w2'] - particles[i]['w2']) + c2 * random.random() * (gbest['w2'] - particles[i]['w2']) v_b1 = w * particles[i]['b1'] + c1 * random.random() * (particles[i]['pbest']['b1'] - particles[i]['b1']) + c2 * random.random() * (gbest['b1'] - particles[i]['b1']) v_b2 = w * particles[i]['b2'] + c1 * random.random() * (particles[i]['pbest']['b2'] - particles[i]['b2']) + c2 * random.random() * (gbest['b2'] - particles[i]['b2']) particles[i]['w1'] += v_w1 particles[i]['w2'] += v_w2 particles[i]['b1'] += v_b1 particles[i]['b2'] += v_b2 # 限制粒子速度和位置范围 particles[i]['w1'] = np.clip(particles[i]['w1'], v_min, v_max) particles[i]['w2'] = np.clip(particles[i]['w2'], v_min, v_max) particles[i]['b1'] = np.clip(particles[i]['b1'], v_min, v_max) particles[i]['b2'] = np.clip(particles[i]['b2'], v_min, v_max) # 使用全局最优解预测番茄产量 h = np.maximum(0, np.dot(x, gbest['w1']) + gbest['b1']) y_pred = np.dot(h, gbest['w2']) + gbest['b2'] print('预测产量:', y_pred) ``` 其中,`tomato.csv` 是包含 8 个自变量和产量的数据文件,可以根据实际情况进行替换。 这个代码会输出预测的产量值,你可以根据实际情况进行调整和优化。

相关推荐

最新推荐

recommend-type

BP神经网络原理及Python实现代码

BP神经网络通常包括输入层、隐藏层和输出层,其中隐藏层可以有多个。 1. **网络构造** - 输入层:其节点数量等于输入数据的特征数量。在这个例子中,输入层有两个节点,对应于数据的两个离散特征a1和a2。 - 隐藏...
recommend-type

改进粒子群优化BP神经网络的旅游客流量预测

旅游客流量受多种因素影响,传统的时间序列预测模型无法描述预测对象的规律,人工智能方法如BP神经网络,其结构的选择过多依赖经验,基于此提出了利用改进的粒子群算法优化BP神经网络,通过惯性因子的非线性递减来...
recommend-type

Python实现的三层BP神经网络算法示例

本文实例讲述了Python实现的三层BP神经网络算法。分享给大家供大家参考,具体如下: 这是一个非常漂亮的三层反向传播神经网络的python实现,下一步我准备试着将其修改为多层BP神经网络。 下面是运行演示函数的截图,...
recommend-type

基于python的BP神经网络及异或实现过程解析

首先,BP神经网络通常包含输入层、隐藏层和输出层,这里用变量`__ILI`(Input Layer Index)、`__HLI`(Hidden Layer Index)和`__OLI`(Output Layer Index)分别表示这些层的索引。在示例中,`__TLN`(Total Layer...
recommend-type

基于PSO-BP 神经网络的短期负荷预测算法

然后,设计一种基于PSO-BP神经网络的短期负荷预测算法,包括预滤波、训练样本集建立、神经网络输入/输出模式设计、神经网络结构确定等。最后,选择上海市武宁科技园区的电科商务大厦进行负荷预测,实验结果表明,与...
recommend-type

VMP技术解析:Handle块优化与壳模板初始化

"这篇学习笔记主要探讨了VMP(Virtual Machine Protect,虚拟机保护)技术在Handle块优化和壳模板初始化方面的应用。作者参考了看雪论坛上的多个资源,包括关于VMP还原、汇编指令的OpCode快速入门以及X86指令编码内幕的相关文章,深入理解VMP的工作原理和技巧。" 在VMP技术中,Handle块是虚拟机执行的关键部分,它包含了用于执行被保护程序的指令序列。在本篇笔记中,作者详细介绍了Handle块的优化过程,包括如何删除不使用的代码段以及如何通过指令变形和等价替换来提高壳模板的安全性。例如,常见的指令优化可能将`jmp`指令替换为`push+retn`或者`lea+jmp`,或者将`lodsbyteptrds:[esi]`优化为`moval,[esi]+addesi,1`等,这些变换旨在混淆原始代码,增加反逆向工程的难度。 在壳模板初始化阶段,作者提到了1.10和1.21两个版本的区别,其中1.21版本增加了`Encodingofap-code`保护,增强了加密效果。在未加密时,代码可能呈现出特定的模式,而加密后,这些模式会被混淆,使分析更加困难。 笔记中还提到,VMP会使用一个名为`ESIResults`的数组来标记Handle块中的指令是否被使用,值为0表示未使用,1表示使用。这为删除不必要的代码提供了依据。此外,通过循环遍历特定的Handle块,并依据某种规律(如`v227&0xFFFFFF00==0xFACE0000`)进行匹配,可以找到需要处理的指令,如`push0xFACE0002`和`movedi,0xFACE0003`,然后将其替换为安全的重定位值或虚拟机上下文。 在结构体使用方面,笔记指出壳模板和用户代码都会通过`Vmp_AllDisassembly`函数进行解析,而且0x8和0x10字段通常都指向相同的结构体。作者还提到了根据`pNtHeader_OptionalHeader.Magic`筛选`ESI_Matching_Array`数组的步骤,这可能是为了进一步确定虚拟机上下文的设置。 这篇笔记深入解析了VMP技术在代码保护中的应用,涉及汇编指令的优化、Handle块的处理以及壳模板的初始化,对于理解反逆向工程技术以及软件保护策略有着重要的参考价值。
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

【进阶】音频处理基础:使用Librosa

![【进阶】音频处理基础:使用Librosa](https://picx.zhimg.com/80/v2-a39e5c9bff1d920097341591ca8a2dfe_1440w.webp?source=1def8aca) # 2.1 Librosa库的安装和导入 Librosa库是一个用于音频处理的Python库。要安装Librosa库,请在命令行中输入以下命令: ``` pip install librosa ``` 安装完成后,可以通过以下方式导入Librosa库: ```python import librosa ``` 导入Librosa库后,就可以使用其提供的各种函数
recommend-type

python中字典转换成json

在Python中,你可以使用`json`模块将字典转换为JSON格式的字符串。下面是一个简单的示例: ```python import json # 假设我们有一个字典 dict_data = { "name": "John", "age": 30, "city": "New York" } # 使用json.dumps()函数将字典转换为JSON json_string = json.dumps(dict_data) print(json_string) # 输出:{"name": "John", "age": 30, "city": "New York"}
recommend-type

C++ Primer 第四版更新:现代编程风格与标准库

"Cpp Primer第四版中文版(电子版)1" 本书《Cpp Primer》第四版是一本深入浅出介绍C++编程语言的教程,旨在帮助初学者和有经验的程序员掌握现代C++编程技巧。作者在这一版中进行了重大更新,以适应C++语言的发展趋势,特别是强调使用标准库来提高编程效率。书中不再过于关注底层编程技术,而是将重点放在了标准库的运用上。 第四版的主要改动包括: 1. 内容重组:为了反映现代C++编程的最佳实践,书中对语言主题的顺序进行了调整,使得学习路径更加顺畅。 2. 添加辅助学习工具:每章增设了“小结”和“术语”部分,帮助读者回顾和巩固关键概念。此外,重要术语以黑体突出,已熟悉的术语以楷体呈现,以便读者识别。 3. 特殊标注:用特定版式标注关键信息,提醒读者注意语言特性,避免常见错误,强调良好编程习惯,同时提供通用的使用技巧。 4. 前后交叉引用:增加引用以帮助读者理解概念之间的联系。 5. 额外讨论和解释:针对复杂概念和初学者常遇到的问题,进行深入解析。 6. 大量示例:提供丰富的代码示例,所有源代码都可以在线获取,便于读者实践和学习。 本书保留了前几版的核心特色,即以实例教学,通过解释和展示语言特性来帮助读者掌握C++。作者的目标是创作一本清晰、全面、准确的教程,让读者在编写程序的过程中学习C++,同时也展示了如何有效地利用这门语言。 《Cpp Primer》第四版不仅适合C++初学者,也适合想要更新C++知识的老手,它全面覆盖了C++语言的各个方面,包括基础语法、类、模板、STL(Standard Template Library)等,同时引入了现代C++的特性,如智能指针、RAII(Resource Acquisition Is Initialization)、lambda表达式等,使读者能够跟上C++语言的发展步伐,提升编程技能。