① 神經網路演算法 遺傳演算法 模糊演算法 哪個好
沒有哪種演算法更好的說法,因為每種演算法都有自己的優勢。只能說某種演算法在處理某種問題時,效果更好更合適。
神經網路不能說是一種演算法,它是一種數學網路結構,各神經元的權值、閾值是用某種訓練演算法計算出來的。神經網路適用於非線性系統,可用於難以用數學表達式來描述的系統。
遺傳演算法在全局尋優問題上效果很好,因其收斂速度較快,且不易陷入局部極小點。其中實數編碼法適合與神經網路結合,例如GA-BP神經網路。
模糊演算法可將一些難以量化的參數模糊處理,並且演算法較簡單,尤其是適用於專家經驗佔主要地位的系統,因為添加一條專家經驗只需往規則庫里添加一條語句即可。用這種演算法要注意區間不能劃得太寬,否則演算法太不精確。
② 關於神經網路,蟻群演算法和遺傳演算法
神經網路並行性和自適應性很強,應用領域很廣,在任何非線性問題中都可以應用,如控制、信息、預測等各領域都能應用。
蟻群演算法最開始應用於TSP問題,獲得了成功,後來又廣泛應用於各類組合優化問題。但是該演算法理論基礎較薄弱,演算法收斂性都沒有得到證明,很多參數的設定也僅靠經驗,實際效果也一般,使用中也常常早熟。
遺傳演算法是比較成熟的演算法,它的全局尋優能力很強,能夠很快地趨近較優解。主要應用於解決組合優化的NP問題。
這三種演算法可以相互融合,例如GA可以優化神經網路初始權值,防止神經網路訓練陷入局部極小且加快收斂速度。蟻群演算法也可用於訓練神經網路,但一定要使用優化後的蟻群演算法,如最大-最小蟻群演算法和帶精英策略。
③ 神經網路和遺傳演算法有什麼關系
遺傳演算法是一種智能優化演算法,神經網路是人工智慧演算法的一種。
可以將遺傳演算法用於神經網路的參數優化中。
④ 遺傳演算法跟神經網路之間是什麼關系
神經網路的設計要用到遺傳演算法,遺傳演算法在神經網路中的應用主要反映在3個方面:網路的學習,網路的結構設計,網路的分析。
1.遺傳演算法在網路學習中的應用
在神經網路中,遺傳演算法可用於網路的學習。這時,它在兩個方面起作用
(1)學習規則的優化
用遺傳演算法對神經網路學習規則實現自動優化,從而提高學習速率。
(2)網路權系數的優化
用遺傳演算法的全局優化及隱含並行性的特點提高權系數優化速度。
2.遺傳演算法在網路設計中的應用
用遺傳演算法設計一個優秀的神經網路結構,首先是要解決網路結構的編碼問題;然後才能以選擇、交叉、變異操作得出最優結構。編碼方法主要有下列3種:
(1)直接編碼法
這是把神經網路結構直接用二進制串表示,在遺傳演算法中,「染色體」實質上和神經網路是一種映射關系。通過對「染色體」的優化就實現了對網路的優化。
(2)參數化編碼法
參數化編碼採用的編碼較為抽象,編碼包括網路層數、每層神經元數、各層互連方式等信息。一般對進化後的優化「染色體」進行分析,然後產生網路的結構。
(3)繁衍生長法
這種方法不是在「染色體」中直接編碼神經網路的結構,而是把一些簡單的生長語法規則編碼入「染色體」中;然後,由遺傳演算法對這些生長語法規則不斷進行改變,最後生成適合所解的問題的神經網路。這種方法與自然界生物地生長進化相一致。
3.遺傳演算法在網路分析中的應用
遺傳演算法可用於分析神經網路。神經網路由於有分布存儲等特點,一般難以從其拓撲結構直接理解其功能。遺傳演算法可對神經網路進行功能分析,性質分析,狀態分析。
遺傳演算法雖然可以在多種領域都有實際應用,並且也展示了它潛力和寬廣前景;但是,遺傳演算法還有大量的問題需要研究,目前也還有各種不足。首先,在變數多,取值范圍大或無給定范圍時,收斂速度下降;其次,可找到最優解附近,但無法精確確定最擾解位置;最後,遺傳演算法的參數選擇尚未有定量方法。對遺傳演算法,還需要進一步研究其數學基礎理論;還需要在理論上證明它與其它優化技術的優劣及原因;還需研究硬體化的遺傳演算法;以及遺傳演算法的通用編程和形式等。
⑤ 遺傳演算法求解
遺傳演算法在很多領域都得到應用;從神經網路研究的角度上考慮,最關心的是遺傳演算法在神經網路的應用。在遺傳演算法應用中,應先明確其特點和關鍵問題,才能對這種演算法深入了解,靈活應用,以及進一步研究開發。
一、遺傳演算法的特點
1.遺傳演算法從問題解的中集開始嫂索,而不是從單個解開始。
這是遺傳演算法與傳統優化演算法的極大區別。傳統優化演算法是從單個初始值迭代求最優解的;容易誤入局部最優解。遺傳演算法從串集開始搜索,復蓋面大,利於全局擇優。
2.遺傳演算法求解時使用特定問題的信息極少,容易形成通用演算法程序。
由於遺傳演算法使用適應值這一信息進行搜索,並不需要問題導數等與問題直接相關的信息。遺傳演算法只需適應值和串編碼等通用信息,故幾乎可處理任何問題。
3.遺傳演算法有極強的容錯能力
遺傳演算法的初始串集本身就帶有大量與最優解甚遠的信息;通過選擇、交叉、變異操作能迅速排除與最優解相差極大的串;這是一個強烈的濾波過程;並且是一個並行濾波機制。故而,遺傳演算法有很高的容錯能力。
4.遺傳演算法中的選擇、交叉和變異都是隨機操作,而不是確定的精確規則。
這說明遺傳演算法是採用隨機方法進行最優解搜索,選擇體現了向最優解迫近,交叉體現了最優解的產生,變異體現了全局最優解的復蓋。
5.遺傳演算法具有隱含的並行性
遺傳演算法的基礎理論是圖式定理。它的有關內容如下:
(1)圖式(Schema)概念
一個基因串用符號集{0,1,*}表示,則稱為一個因式;其中*可以是0或1。例如:H=1x x 0 x x是一個圖式。
(2)圖式的階和長度
圖式中0和1的個數稱為圖式的階,並用0(H)表示。圖式中第1位數字和最後位數字間的距離稱為圖式的長度,並用δ(H)表示。對於圖式H=1x x0x x,有0(H)=2,δ(H)=4。
(3)Holland圖式定理
低階,短長度的圖式在群體遺傳過程中將會按指數規律增加。當群體的大小為n時,每代處理的圖式數目為0(n3)。
遺傳演算法這種處理能力稱為隱含並行性(Implicit Parallelism)。它說明遺傳演算法其內在具有並行處理的特質。
二、遺傳演算法的應用關鍵
遺傳演算法在應用中最關鍵的問題有如下3個
1.串的編碼方式
這本質是問題編碼。一般把問題的各種參數用二進制編碼,構成子串;然後把子串拼接構成「染色體」串。串長度及編碼形式對演算法收斂影響極大。
2.適應函數的確定
適應函數(fitness function)也稱對象函數(object function),這是問題求解品質的測量函數;往往也稱為問題的「環境」。一般可以把問題的模型函數作為對象函數;但有時需要另行構造。
3.遺傳演算法自身參數設定
遺傳演算法自身參數有3個,即群體大小n、交叉概率Pc和變異概率Pm。
群體大小n太小時難以求出最優解,太大則增長收斂時間。一般n=30-160。交叉概率Pc太小時難以向前搜索,太大則容易破壞高適應值的結構。一般取Pc=0.25-0.75。變異概率Pm太小時難以產生新的基因結構,太大使遺傳演算法成了單純的隨機搜索。一般取Pm=0.01—0.2。
三、遺傳演算法在神經網路中的應用
遺傳演算法在神經網路中的應用主要反映在3個方面:網路的學習,網路的結構設計,網路的分析。
1.遺傳演算法在網路學習中的應用
在神經網路中,遺傳演算法可用於網路的學習。這時,它在兩個方面起作用
(1)學習規則的優化
用遺傳演算法對神經網路學習規則實現自動優化,從而提高學習速率。
(2)網路權系數的優化
用遺傳演算法的全局優化及隱含並行性的特點提高權系數優化速度。
2.遺傳演算法在網路設計中的應用
用遺傳演算法設計一個優秀的神經網路結構,首先是要解決網路結構的編碼問題;然後才能以選擇、交叉、變異操作得出最優結構。編碼方法主要有下列3種:
(1)直接編碼法
這是把神經網路結構直接用二進制串表示,在遺傳演算法中,「染色體」實質上和神經網路是一種映射關系。通過對「染色體」的優化就實現了對網路的優化。
(2)參數化編碼法
參數化編碼採用的編碼較為抽象,編碼包括網路層數、每層神經元數、各層互連方式等信息。一般對進化後的優化「染色體」進行分析,然後產生網路的結構。
(3)繁衍生長法
這種方法不是在「染色體」中直接編碼神經網路的結構,而是把一些簡單的生長語法規則編碼入「染色體」中;然後,由遺傳演算法對這些生長語法規則不斷進行改變,最後生成適合所解的問題的神經網路。這種方法與自然界生物地生長進化相一致。
3.遺傳演算法在網路分析中的應用
遺傳演算法可用於分析神經網路。神經網路由於有分布存儲等特點,一般難以從其拓撲結構直接理解其功能。遺傳演算法可對神經網路進行功能分析,性質分析,狀態分析。
遺傳演算法雖然可以在多種領域都有實際應用,並且也展示了它潛力和寬廣前景;但是,遺傳演算法還有大量的問題需要研究,目前也還有各種不足。首先,在變數多,取值范圍大或無給定范圍時,收斂速度下降;其次,可找到最優解附近,但無法精確確定最擾解位置;最後,遺傳演算法的參數選擇尚未有定量方法。對遺傳演算法,還需要進一步研究其數學基礎理論;還需要在理論上證明它與其它優化技術的優劣及原因;還需研究硬體化的遺傳演算法;以及遺傳演算法的通用編程和形式等。