基于龙格-库塔算法优化的BP神经网络(预测应用) - 附代码

基于龙格-库塔算法优化的BP神经网络(预测应用) - 附代码

文章目录

摘要:本文主要介绍如何用龙格-库塔算法优化BP神经网络并应用于预测。

1.数据介绍

本案例数据一共2000组,其中1900组用于训练,100组用于测试。数据的输入为2维数据,预测的输出为1维数据

2.龙格-库塔优化BP神经网络

2.1 BP神经网络参数设置

神经网络参数如下:

matlab 复制代码
%% 构造网络结构
%创建神经网络
inputnum = 2;     %inputnum  输入层节点数 2维特征
hiddennum = 10;     %hiddennum  隐含层节点数
outputnum = 1;     %outputnum  隐含层节点数

2.2 龙格-库塔算法应用

龙格-库塔算法原理请参考:https://blog.csdn.net/u011835903/article/details/122254286

龙格-库塔算法的参数设置为:

matlab 复制代码
popsize = 20;%种群数量
Max_iteration = 20;%最大迭代次数
lb = -5;%权值阈值下边界
ub = 5;%权值阈值上边界
%  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum 为阈值的个数
%  hiddennum + outputnum 为权值的个数
dim =  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum + hiddennum + outputnum ;%  inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum维度

这里需要注意的是,神经网络的阈值数量计算方式如下:

本网络有2层:

第一层的阈值数量为:2*10 = 20; 即inputnum * hiddennum;

第一层的权值数量为:10;即hiddennum;

第二层的阈值数量为:10*1 = 10;即hiddenum * outputnum;

第二层权值数量为:1;即outputnum;

于是可知我们优化的维度为:inputnum * hiddennum + hiddennum*outputnum + hiddennum + outputnum = 41;

适应度函数值设定:

本文设置适应度函数如下:
f i t n e s s = a r g m i n ( m s e ( T r a i n D a t a E r r o r ) + m e s ( T e s t D a t a E r r o r ) ) fitness = argmin(mse(TrainDataError) + mes(TestDataError)) fitness=argmin(mse(TrainDataError)+mes(TestDataError))

其中TrainDataError,TestDataError分别为训练集和测试集的预测误差。mse为求取均方误差函数,适应度函数表明我们最终想得到的网络是在测试集和训练集上均可以得到较好结果的网络。

4.测试结果:

从龙格-库塔算法的收敛曲线可以看到,整体误差是不断下降的,说明龙格-库塔算法起到了优化的作用:





5.Matlab代码

相关推荐
喜欢打篮球的普通人3 分钟前
AI 编译器内存分配算法:从静态/动态划分到内存复用
人工智能·算法
又蓝7 分钟前
【元宝搜索开发者征文大赛】用 FastAPI + Vue3 做了个 AI 炒股工具,接了六个分析师和腾讯元宝搜索
人工智能·python·ai·fastapi
LittroInno12 分钟前
边缘AI模组选型:把视频带宽、压缩和推理吞吐分别算清
人工智能·音视频·边缘计算·视频编码·模组选型·视频带宽·tofu6
niucloud-admin18 分钟前
NIUCLOUD PHP SAAS上门家政使用文档:机构报表
前端·人工智能
AI小百科21 分钟前
Embedding 是什么?为什么它是 AI 的“翻译官“
人工智能·embedding
进击的横打25 分钟前
【人工智能】AI 落地:先理流程,再做 Agent
人工智能
虎鲸不是鱼25 分钟前
AI 自动化逆向(二十二)换行比峰值法:让 AI 自己发现图像的宽度
人工智能·自动化·大模型·逆向·ai逆向
qingyunliushuiyu30 分钟前
企业选数据BI AI服务商时,需关注哪些核心能力?
人工智能·经验分享
2601_9707038332 分钟前
中国除湿机与湿度控制行业研究报告
java·大数据·人工智能
天天代码码天天32 分钟前
把自己的字,变成电脑里的字体:我做了一个「手写字体工坊」
人工智能