基于改進(jìn)螢火蟲群優(yōu)化算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究.pdf

1、BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是目前最重要的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之一，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定、并且易于硬件實(shí)現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于模式識(shí)別、分類預(yù)測(cè)、系統(tǒng)仿真和圖像處理等諸多領(lǐng)域。但是，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在廣泛應(yīng)用過程中被發(fā)現(xiàn)存在一些缺陷，比如對(duì)初始權(quán)值敏感、容易陷入局部極小值、隱含層結(jié)構(gòu)難以確定等。針對(duì)這些問題，本文提出一種利用改進(jìn)螢火蟲群優(yōu)化算法訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值的方法。
　　螢火蟲群優(yōu)化算法是一種基于群體智能的優(yōu)化算

2、法，能較快地找到全局最優(yōu)值。為了避免螢火蟲群優(yōu)化算法出現(xiàn)過早收斂、后期收斂速度慢和收斂精度不高等現(xiàn)象，本文提出一種基于混合變異的螢火蟲群優(yōu)化算法(HM-GSO)。該算法采用混沌變異和邊界變異混合變異的方法來增加螢火蟲種群的多樣性，使得陷入局部極值的螢火蟲能及時(shí)地跳出來，且不會(huì)出現(xiàn)過多螢火蟲聚集邊界的現(xiàn)象。運(yùn)用六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試函數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，改進(jìn)后的螢火蟲群優(yōu)化算法比基本螢火蟲群優(yōu)化算法具有更高的尋優(yōu)速度、尋優(yōu)精度和收斂率。
　

3、　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閥值是隨機(jī)產(chǎn)生的，而這些初始值的整體分布對(duì)于網(wǎng)絡(luò)是否會(huì)陷于局部極小值、網(wǎng)絡(luò)的性能和擬合效果等都有著重要影響。利用改進(jìn)的螢火蟲群優(yōu)化算法結(jié)合BP算法獲得較好的網(wǎng)絡(luò)初始連接權(quán)值和閾值，以此開始網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，通過仿真實(shí)驗(yàn)表明，該混合優(yōu)化算法在分類預(yù)測(cè)問題中有較高的測(cè)試精度和較好的擬合能力，避免了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)初始值敏感和訓(xùn)練過程容易陷入局部極小值的問題，提高了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力、收斂速度和學(xué)習(xí)能力，驗(yàn)證了該優(yōu)化算法