基于優(yōu)化算法的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的改進(jìn)及應(yīng)用.pdf

1、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和智能優(yōu)化算法的組合算法是智能信息處理的主要工具，在空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)、經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)、聲納、傳感器、雷達(dá)、通信等領(lǐng)域，很多智能優(yōu)化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的組合模型及改進(jìn)模型被提出。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究主要包括網(wǎng)絡(luò)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)選取等。粒子群算法的研究主要包括種群拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、慣性權(quán)重選取、PSO多樣性等。針對(duì)智能信息處理應(yīng)用中，徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模型機(jī)制以及粒子群智能算法的研究基礎(chǔ)，本文提出了不同的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和粒子群算法的結(jié)合模型。
　　為了更

2、好地平衡粒子群的全局開發(fā)能力和局部探測(cè)能力，指數(shù)下降慣性權(quán)重 PSO算法被提出。在迭代早期，慣性權(quán)重以較快的速度下降，使粒子群較快搜索到可行解區(qū)域；在迭代后期，慣性權(quán)重以較慢的速度下降，使得粒子群在可行解區(qū)域里微調(diào)搜索到全局最優(yōu)解。將EDIW-PSO算法與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，建立了EDIW-PS-RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和模型。通過(guò)空氣質(zhì)量預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)與其他三種慣性權(quán)重策略PSO算法結(jié)合的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了比較，證明了采用指

3、數(shù)下降慣性權(quán)重策略PSO算法訓(xùn)練RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)比其他算法更有效，預(yù)測(cè)精度更高。
　　為了泛化徑向基函數(shù)的分布形狀，擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)Gauss函數(shù)形狀參數(shù)的選取，徑向基函數(shù)采用廣義高斯函數(shù)，構(gòu)建GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的參數(shù)除了中心、寬度和連接權(quán)值外，還需要調(diào)節(jié)徑向基函數(shù)的形狀參數(shù)。將 EDIW-PSO算法與GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，優(yōu)化了隱含層各個(gè)神經(jīng)元的參數(shù)。同時(shí)，將AdaBoost算法的集成學(xué)習(xí)能力用于GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接權(quán)

4、值選取，將各個(gè)隱含層神經(jīng)元作為AdaBoost算法的一個(gè)弱預(yù)測(cè)器，將整個(gè) GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)強(qiáng)預(yù)測(cè)器。建立了EDIW-PSO-AdaBoost-GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)二維非線性函數(shù)逼近和上證指數(shù)時(shí)間序列預(yù)測(cè)驗(yàn)證了模型的有效性，具有較高的精度。
　　矢量水聽器陣列對(duì)水下目標(biāo)的信息探測(cè)和DOA估計(jì)成為海洋探測(cè)以及海上軍事的一個(gè)重要研究方向。一方面，將EDIW-PSO-GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和EDIW-PSO-AdaBoost-

5、GRBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型代替原來(lái)的MUSIC算法應(yīng)用于MEMS矢量水聽器陣列的DOA估計(jì)。首先將MUSIC算法實(shí)值化，減小了MUSIC算法在DOA估計(jì)中的計(jì)算量。另一方面，利用EDIW-PSO算法的強(qiáng)大搜索能力優(yōu)化實(shí)值MUSIC算法，提高了MUSIC算法在DOA估計(jì)中的精度。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行 DOA估計(jì)應(yīng)用中，將實(shí)值化后的協(xié)方差矩陣C的第一行作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，將聲源入射角度作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練階段，分別取不同的入射角度，通