多元分类预测 | Matlab灰狼优化算法优化深度极限学习机(GWO-DELM)分类预测

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⛄ 内容介绍

在机器学习领域,分类预测是一个非常重要的任务。随着深度学习的兴起,深度极限学习机(Deep Extreme Learning Machine,DELM)成为了一个备受关注的分类预测模型。然而,DELM的性能受到许多因素的影响,如网络结构的选择、权重和偏置的初始化以及训练过程中的参数调整等。为了提高DELM的性能,研究人员提出了一种新的优化方法,即灰狼优化算法(Grey Wolf Optimization,GWO)。

灰狼优化算法是受到灰狼社会行为启发而提出的一种优化算法。灰狼在自然界中具有很强的团队合作和优秀的狩猎策略,这些特点被用来设计出一种高效的优化算法。GWO通过模拟灰狼的行为,将问题的最优解搜索转化为灰狼个体之间的相互协作和竞争过程。它具有全局搜索能力和快速收敛速度的特点,因此在解决复杂问题时表现出色。

将灰狼优化算法应用于DELM的分类预测中,可以有效地提高模型的性能。首先,GWO可以用来优化DELM的网络结构,包括输入层、隐含层和输出层的节点数。通过灰狼个体之间的协作和竞争,可以找到最佳的网络结构,从而提高模型的泛化能力。其次,GWO可以用来优化DELM的权重和偏置,通过搜索最优的权重和偏置值,可以提高模型的预测准确性。最后,GWO还可以用来调整DELM的训练参数,如学习率和迭代次数等,以进一步优化模型的性能。

与其他优化算法相比,灰狼优化算法具有许多优势。首先,它不需要任何先验知识或问题的梯度信息,因此可以应用于各种类型的优化问题。其次,它具有较好的全局搜索能力,可以找到问题的全局最优解。此外,GWO还具有较快的收敛速度,可以在较短的时间内找到较好的解决方案。因此,将灰狼优化算法应用于DELM的分类预测中,可以有效地提高模型的性能。

在实际应用中,灰狼优化算法优化DELM的分类预测已经取得了一些令人鼓舞的结果。许多研究表明,与传统的优化算法相比,GWO可以显著提高DELM的分类准确率和泛化能力。此外,GWO还可以减少模型的训练时间和计算成本,提高模型的实时性和可用性。因此,灰狼优化算法在DELM的分类预测中具有广阔的应用前景。

总之,灰狼优化算法是一种有效的优化方法,可以用来优化深度极限学习机的分类预测。通过模拟灰狼的行为,GWO可以搜索最佳的网络结构、权重和偏置,以及训练参数,从而提高模型的性能。在实际应用中,GWO已经取得了一些令人鼓舞的结果,显示出在DELM的分类预测中具有广泛的应用前景。未来,我们可以进一步研究和改进灰狼优化算法,以提高其在DELM分类预测中的性能和效果。


⛄ 核心代码

%带初始权值的ELM-AEfunction[output,B,Hnew]=ELM_AEWithInitial(InputW,X,ActivF,number_neurons)% ELM-AE:the function  create an auto-encoder based ELM. % number_neurons:number of neurons in hidden layer.% X: the training set.% prefomance: RMSE of training.alpha=size(X);% 1:generate a random input weights% input_weights=rand(number_neurons,alpha(2))*2-1;input_weights = InputW;%输入初始权重% 2:calculating the hidden layertempH=input_weights*X';% activation functionswitch lower(ActivF)    case {'sig','sigmoid'}        %%%%%%%% Sigmoid         H = 1 ./ (1 + exp(-tempH));    case {'sin','sine'}        %%%%%%%% Sine        H = sin(tempH);        case {'hardlim'}        %%%%%%%% Hard Limit        H = double(hardlim(tempH));    case {'tribas'}        %%%%%%%% Triangular basis function        H = tribas(tempH);    case {'radbas'}        %%%%%%%% Radial basis function        H = radbas(tempH);        %%%%%%%% More activation functions can be added here                end% 3: calculate the output weights betaH(isnan(H)) = 0;H(isinf(H)) = 0;B=pinv(H') * X ; %Moore-Penrose pseudoinverse of matrix% calculate the output : Unlike other networks the AEs uses the same weight% beta as an input weigth for coding and output weights for decoding% we will no longer use the old input weights:input_weights. Hnew=X*B';output=Hnew*pinv(B');% 4:calculate the prefomanceprefomance=sqrt(mse(X-output));end

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1 各类智能优化算法改进及应用

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2 机器学习和深度学习方面

卷积神经网络(CNN)、LSTM、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、核极限学习机(KELM)、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

2.图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

3 路径规划方面

旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

4 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配

5 无线传感器定位及布局方面

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

6 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

7 电力系统方面

微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

8 元胞自动机方面

交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合




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