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摘要:

1.RBF神经网络介绍:

2.RBF神经网络与BP神经网络的特点:

3.PSO-RBF优化流程:

4.实际测试及结果分析:

4.1 BP神经网络测试结果

4.2 RBF神经网络测试结果

4.3 PSO-RBF神经网络测试结果

5.本文Maltab代码:


摘要:

本文将粒子群算法(PSO)与径向基神经网络(RBF)相结合,使用PSO优化RBF神经网络的主要参数中心值c, 宽度σ以及连接权值w。然后将影响输出响应值的多个特征因素作为PSO-RBF神经网络模型的输入神经元, 输出响应值作为输出神经元进行预测测试。并使用BP神经网络,RBF神经网络对同一任务进行对比,结果表示PSO-RBF的准确度最好。已写好输入与输出的替换接口,可以通过替换自己数据集实现不同的功能。

1.RBF神经网络介绍:

RBF神经网络的原理是利用径向基函数作为隐含层单元的“基”构成隐含层空间, 隐含层对输入向量进行变换, 将低维空间的输入数据映射到高维空间, 使得在低维空间线性不可分的问题在高维空间实现线性可分。下图为RBF神经网络结构:

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_回归

2.RBF神经网络与BP神经网络的特点:

RBF神经网络与BP神经网络不同, RBF的泛化能力在很多方面要优于BP, 同时在网络的训练过程中, 不需要调整神经元之间的连接权值, 完全通过样本数据进行学习, 而且RBF神经网络的学习速率很快. 与BP神经网络模型、传统物理模型相比, RBF神经网络构建的模型不是过于复杂,适用性很好. 所以本文以RBF神经网络模型为基础,利用PSO算法对RBF神经网络的主要参数进行优化,最终建立预测精度较高的模型.

3.PSO-RBF优化流程:

RBF神经网络的关键问题是径向基函数的中心、宽度和连接权值这3个参数的确定, 而采用PSO算法对RBF神经网络优化就是将这3个参数当做自由运动的粒子, 以向量的形式表示粒子的位置, 通过PSO算法来确定参数合适的值, 最终建立RBF神经网络.在优化过程中, 根据径向基函数的特点选择均方误差作为PSO算法的适应度函数。

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_神经网络_02

4.实际测试及结果分析:

4.1 BP神经网络测试结果

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_优化bp神经网络_03

4.2 RBF神经网络测试结果

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_人工智能_04

4.3 PSO-RBF神经网络测试结果

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_人工智能_05

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_优化bp神经网络_06

优化bp神经网络 pso优化bp神经网络_算法_07

从上面的结果可以看出,PSO-RBF的预测性能是最佳的,其次是RBF,最后是BP。这说明RBF相比于BP来说在回归预测问题上有着更好的性能。通过使用PSO来寻找RBF的最优参数可以使得RBF到达更高的预测性能。

5.本文Maltab代码: