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探索MATLAB中高级算法:应用遗传算法提升概率神经网络性能的MATLAB编程实践

遗传算法优化概率神经网络的MATLAB代码

其原理大致是,设定一个初始群体,群体中的个体代表平滑参数,经过遗传算法的筛选、交配、突变等操作,逐步寻找到最佳的spread,即为最终输出。

附带的GA-BP算法程序,尽管具体实现不同,但其原理相似,可供参考。

遗传算法的基本运算流程如下:

a) 初始化:设置迭代次数计数器t=0,设定最大迭代次数T,随机生成M个个体作为初始群体P(0)。

b) 个体评估:计算群体P(t)中各个个体的适应度。

c) 选择操作:将选择算子应用于群体。选择的目的是将优化的个体直接遗传至下一代,或通过配对交配产生新的个体再遗传至下一代。选择操作基于群体中个体的适应度评估。

d) 交配操作:将交配算子应用于群体。遗传算法中的核心操作即为交配算子。

e) 突变操作:将突变算子应用于群体。即对群体中个体串的某些基因座上的基因值进行变动。

群体P(t)经过选择、交配、突变等操作后,得到下一代群体P(t+1)。

f) 终止条件判断:若t=T,则以进化过程中适应度最高的个体作为最优解输出,终止计算。

用MATLAB遗传算法求解函数优化问题

在MATLAB中使用遗传算法求解函数优化问题时,需调用GA函数,这是遗传算法的具体实现。GA函数的调用格式为:X= GA(FITNESSFCN,NVARS,A,b,Aeq,beq,lb,ub,NONLCON,options)。其中,FITNESSFCN代表待优化的函数,NVARS表示变量的数量,lb和ub分别是变量的下界和上界。对于特定问题,你需要提供这四个参数的值,而其他参数可以暂时用[]代替。

需要注意的是,MATLAB的GA函数默认是寻找函数的最小值。如果你的目标是寻找函数的最大值,则需要将待优化的函数取负数,即编写如下函数:

function y=myfun(x)

y=-x.sin(10pi.*x)-2;

将这个函数保存为myfun.m文件,然后在MATLAB命令行中输入以下代码:x=ga(myfun,1,[],[],[],[],[1],[2])。执行后,可能会看到这样的输出结果:Optimization terminated: average change in the fitness value less than options.TolFun. x= 1.8506

这是因为遗传算法实际上是在指定的取值范围内随机选取初始值,然后通过遗传操作来寻找最优解。因此,每次运行的结果可能会有所不同。例如,再次运行相同的代码,你可能会得到类似的结果:Optimization terminated: average change in the fitness value less than options.TolFun. x= 1.6507

具体原因可以参考遗传算法的相关资料,了解其背后的原理和机制。

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