改进的粒子群算法优化神经网络及应用

针对神经网络权值选取不精确的问题,提出改进的粒子群优化算法结合BP神经网络动态选取权值的方法。在改进的粒子群优化算法中,采用动态惯性权重,并且认知参数与社会参数相互制约。同时,改进的粒子群优化算法结合差分进化算法使粒子拥有变异与交叉操作,保持粒子的多样性。基于改进的粒子群优化算法与BP神经网络,构建IPSONN神经网络模型并运用于酒类品质的预测。实验分别从训练精度、正确率及粒子多样性三方面验证了IPSONN模型的有效性。     

计算机神经网络中粒子群优化算法的应用

粒子群优化算法是一种基于群智能的随机优化算法,该种算法和遗传算法相比,具有需要用户确定的参数较少,优化算法简单的优点。因此,粒子群优化算法一经提出,就受到了众多领域的广泛关注,目前,该种算法广泛的应用在模糊系统、模式分类、神经网络训练、函数优化以及其他的众多领域中。文章分析了粒子群优化算法的基本原理,探析了粒子群优化算法在计算机神经网络中的应用,并且对粒子群优化算法进行了改进。     

基于新的改进粒子群算法的BP神经网络在拟合非线性函数中的应用

介绍了一种基于新的改进粒子群算法(NIPSO)的BP神经网络来解决拟合非线性函数所出现的误差较大的问题。此算法在粒子群优化算法基础上,分别让权重和学习因子非线性和线性变化,建立基于新的粒子群优化算法的新模型,再与BP神经网络结合之后来拟合非线性函数。结果表明,新的改进粒子群优化算法更加合理且高效地提高了BP神经网络的拟合能力,减小了拟合误差,提高了拟合精度。     

18650型锂电池荷电状态的估计

锂电池状态的准确估计,能够延长电池的使用寿命和减少安全事故的发生。为提高BP神经网络估计锂电池荷电状态的精度,提出一种使遗传粒子群算法有目的性的优化BP神经网络初始权值的改进方法。该算法引入K均值算法优化遗传粒子群算法初始粒子分布的随机性带来的误差问题,寻找BP神经网络算法初始权值的权重分配与输出误差的关系,在遗传粒子群算法随机产生的粒子群中进行最优粒子群选优,以降低误差。通过对采集到的18650型锂电池的充放电数据和未改进遗传粒子群算法优化的BP神经网络训练产生的200组BP神经网络的初始权值数据的研究分析,得到具有锂电池特性的BP神经网络的初始权值特征公式。并用MATLAB和FPGA联合仿真验证了改进BP神经网络方法的可行性。该方法也优化了遗传粒子群算法,减小了初值不确定带来的误差。     

混沌粒子群神经网络在非线性函数拟合中的应用研究

BP神经网络虽然是目前应用最广泛的神经网络模型,但其自身有易陷入局部极小值和收敛速度慢的缺点。本文提出了一种利用混沌粒子群算法来改进BP神经网络。该算法的基本思想是用混沌粒子群算法对BP神经网络的初始权值和初始阈值进行优化。对粒子群算法进行混沌优化,提高粒子群算法的全局搜索能力;用混沌粒子群算法优化后得到的最优解作为BP神经网络的初始权值和阈值。通过对非线性函数的拟合实验,发现改进后的结果与普通的BP神经网络的结果相比,具有更高的准确性,提高了拟合的精度。     

神经网络和改进粒子群算法在地震预测中的应用

提出了一种基于神经网络与改进粒子群算法的地震预测方法,该方法采用前向神经网络作为地震震级的预测模型,引入改进的粒子群算法对前向网络的连接权值进行修正。为了设计在全局搜索和局部搜索之间取得最佳平衡的惯性权重,基于粒子动态变异思想对粒子群优化算法进行改进,提出了一种动态变异粒子群优化算法,并将其应用于地震震级预测神经网络模型优化。在仿真实验中,将所提出的方法与另外两个采用不同算法的前向网络预测方法进行了比较。结果表明所提出的优化算法收敛速度最快,所得模型的预测误差最小,泛化能力最强,对地震的中期预测有很好的参考作用。     

基于混沌粒子群优化小波神经网络的短时交通流预测

根据交通流量的非线性、时变性和复杂性等特点,提出基于混沌粒子群CPSO(Chaos Particle Swarm Optimization)优化小波神经网络WNN(Wavelet Neural Networks)的短时交通流预测。结合混沌的随机性和遍历性改进粒子群优化算法,改善粒子群优化算法容易陷入局部最优的问题。利用混沌粒子群算法优化小波神经网络的模型参数,克服传统小波神经网络采用梯度下降法易陷入局部极值和引起振荡效应现象缺陷。仿真结果表明,混沌粒子群优化小波神经网络与粒子群优化小波神经网络和小波神经网络两种方法相比,其提高了收敛速度和预测精度。     

混合粒子群优化算法优化前向神经网络结构和参数

提出了综合利用粒子群优化算法（PSO）和离散粒子群优化算法（D-PSO）同时优化前向神经网络结构和参数的新方法。该算法使用离散粒子群优化算法优化神经网络连接结构,用多维空间中0或1取值的粒子来描述所有可能的神经网络连接,同时使用粒子群优化算法优化神经网络权值。将经过该算法训练的神经网络应用于故障诊断,能够有效消除冗余连接结构对网络诊断能力的影响。仿真试验的结果表明,相比遗传算法等其他算法,该算法能够有效改善神经网络结构和参数的优化效率,提高故障模式识别的准确率。     

基于混合粒子群算法的小波神经网络故障诊断

针对复杂的飞控系统传感器故障类型,建立了故障诊断模型,提取了各种故障数据.构建3层小波神经网络,并提出一种改进粒子群算法--混合粒子群算法对小波神经网络进行训练,该算法使用离散粒子群算法优化小波神经网络连接结构,同时使用基本粒子群优化算法优化小波神经网络权值.将这种改进的小波神经网络算法应用于飞控系统传感器故障诊断中....     

基于免疫粒子群算法的多用户检测技术研究

将免疫系统的免疫机制引入到粒子群优化算法的设计中,模拟免疫系统、群集智能和神经网络的信息处理机制,提出了免疫粒子群优化算法。这种免疫粒子群算法结合了粒子群的近似全局优化能力和由Hopfield神经网络构成的免疫系统的快速信息处理机制,加快了算法的收敛速度,并提高了粒子群算法的全局收敛能力。然后利用此算法对CDMA系统的多用户检测性能改进问题进行实验研究,证明了本文的方法有较快的收敛速度,并且无论是抗多址干扰能力还是抗远近效应能力都优于传统方法和一些应用优化算法的多用户检测器。     

一种井下配电网故障测距方法

针对采用随机选取法、K-均值聚类法确定RBF神经网络隐含层节点中心和宽度只能得到局部最优解、基本粒子群优化算法易发生早熟收敛且对于某些函数优化精度差的问题,提出了将惯性权重模型和收敛因子模型相结合的改进的粒子群优化算法;针对煤矿井下配电网发生单相接地故障后定位困难、传统的故障测距方法存在可靠性差、测距精度低的问题,提出了采用改进的粒子群优化算法优化RBF神经网络进行井下配电网单相接地故障测距的方法。仿真结果表明,经改进的粒子群优化算法优化的RBF神经网络的测距精度高于RBF神经网络,能够实现故障点的准确、可靠定位。     

基于改进PSO算法的BP神经网络的应用研究

为了克服粒子群优化算法本身存在的早熟和局部收敛的固有问题,在描述了BP神经网络的基本结构的基础上,介绍了粒子群优化算法（PS0）的基本概念,并通过对二者优缺点的分析与比较,结合二者的优势,将粒子矢量位移应用到PS0算法中,并在此基础上,用改进的PS0算法对BP网络进行训练,还利用某商场的部分消费数据进行了实验。结果表明,基于改进的PS0算法的BP网络在收敛速度和精度上都比基于传统的PSO算法好。     

基于Spark框架和PSO优化算法的电力通信网络安全态势预测

随着电力通信网络规模的不断扩大,电力通信网络不间断地产生海量通信数据。同时,对通信网络的攻击手段也在不断进化,给电力通信网络的安全造成极大威胁。针对以上问题,结合Spark大数据计算框架和PSO优化神经网络算法的优点,提出基于Spark内存计算框架的并行PSO优化神经网络算法对电力通信网络的安全态势进行预测。本研究首先引入Spark计算框架,Spark框架具有内存计算以及准实时处理的特点,符合电力通信大数据处理的要求。然后提出PSO优化算法对神经网络的权值进行修正,以增加神经网络的学习效率和准确性。之后结合RDD的并行特点,提出了一种并行PSO优化神经网络算法。最后通过实验比较可以看出,基于Spark框架的PSO优化神经网络算法的准确度高,且相较于传统基于Hadoop的预测方法在处理速度上有显著提高。     

An Improved Particle Swarm Optimization for Evolving Feedforward Artificial Neural Networks

This paper presents a new evolutionary artificial neural network (ANN) algorithm named IPSONet that is based on an improved particle swarm optimization (PSO). The improved PSO employs parameter automation strategy, velocity resetting, and crossover and mutations to significantly improve the performance of the original PSO algorithm in global search and fine-tuning of the solutions. IPSONet uses the improved PSO to address the design problem of feedforward ANN. Unlike most previous studies on only using PSO to evolve weights of ANNs, this study puts its emphasis on using the improved PSO to evolve simultaneously structure and weights of ANNs by a specific individual representation and evolutionary scheme. The performance of IPSONet has been evaluated on several benchmarks. The results demonstrate that IPSONet can produce compact ANNs with good generalization ability.     

一种改进PSO优化RBF神经网络的新方法

为了克服神经网络模型结构和参数难以设置的缺点,提出了一种改进粒子群优化的径向基函数(RBF)神经网络的新方法.首先将最近邻聚类用于RBF神经网络隐层中心向量的确定,同时对引入适应度值择优选取的原则对基本粒子群算法进行改进,采用改进粒子群(IMPSO)算法对最近邻聚类的聚类半径进行优化,合理的确定了RBF神经网络的隐层结构.将改进PSO优化的RBF神经网络应用于非线性函数逼近和混沌时间序列预测,经实验仿真验证.与基本粒子群(PSO)算法,收缩因子粒子群(CFA PSO)算法优化的RBF神经网络相比较,其在识别精度和收敛速度上都有了显著的提高.     

基于改进的粒子群算法优化反向传播神经网络的热舒适度预测模型

针对热舒适度预测是一个复杂的非线性过程,不便于空调的实时控制应用的问题,提出一种基于改进的粒子群优化(PSO)算法优化反向传播(BP)神经网络的热舒适度预测模型。这一预测模型通过采用PSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,改善了传统BP算法收敛速度慢及对网络初始值敏感的问题。同时,针对标准PSO算法易出现早熟收敛、局部寻优能力弱等缺点,提出了相应改进策略,进一步提高了PSO优化BP神经网络的能力。实验结果表明：与传统BP模型和标准PSO-BP模型相比,基于改进的PSO-BP算法的热舒适度预测模型具有更高的预测精度和更快的收敛速度。     

一种应用ARPSO优化RBF神经网络的方法

针对径向基函数神经网络参数难以设置以及因此而导致的网络隐层结构不明朗的问题,提出了一种应用控制种群多样性的微粒群（ ARPSO）优化径向基函数神经网络（ RBF）的方法。通过引入“吸引”和“扩散”因子对基本微粒群算法进行改进,并将改进的微粒群算法用于RBF聚类半径的优化,进而能够合理地确定RBF的隐层结构。将用ARPSO优化的RBF神经网络应用于非线性函数逼近,经实验仿真验证,与基本微粒群（ PSO）算法、收缩因子微粒群（ CFA PSO）算法优化的RBF神经网络相比较,在收敛速度和识别精度上有了显著的提高。     

一种改进的RBF神经网络参数优化方法

提出了一种改进的RBF神经网络参数优化算法。通过资源分配网络算法确定隐含层节点个数,引入剪枝策略删除对网络贡献不大的节点,用改进的粒子群算法对RBF网络的中心、宽度、权值进行优化,使RBF网络不仅可以得到合适的结构,同时也可以得到合适的控制参数。将此算法用于连续搅拌釜反应器模型的预测,结果表明,此算法优化后的RBF网络结构小,并且具有较高的泛化能力。     

PSO-based single multiplicative neuron model for time series prediction

Single multiplicative neuron model is a novel neural network model introduced recently, which has been used for time series prediction and function approximation. The model is based on a polynomial architecture that is the product of linear functions in different dimensions of the space. Particle swarm optimization (PSO), a global optimization method, is proposed to train the single neuron model in this paper. An improved version of the original PSO, cooperative random learning particle swarm optimization (CRPSO), is put forward to enhance the performance of the conventional PSO. The proposed CRPSO, PSO, back-propagation algorithm and genetic algorithm are employed to train the model for three well-known time series prediction problems. The experimental results demonstrate the superiority of CRPSO-based neuron model in efficiency and robustness over the other three algorithms.     

基于蚁群粒子群的模糊神经网络交通流量预测

实时准确的交通流量预测是智能交通诱导和交通控制实现的前提和关键。针对城市交通流的特点,建立了模糊神经网络预测模型,并将全局优化的蚁群算法和粒子群算法组成递阶结构优化模糊神经网络的参数。算法中,主级为蚁群算法,进行全局搜索;从级为粒子群算法,进行局部搜索。仿真结果表明该模型能够取得比梯度下降法更高的预测精度。