⑴ 蚁群算法优化BP神经网络 遇到的问题。
蚁群算法的实质是遗传算法,为了避免陷入局部最优解,我使用的办法是基因多样化算法,初始化基因组时,多取几组随机值,然后对这n组数据同时进化优化,并行计算。这样可以大大减低陷入局部最优解的风险
⑵ 比较专家系统、模糊系统、遗传算法、神经网络、蚁群算法的特性及适合解决的问题
gjhmhhg
⑶ 要学习模式识别、神经网络、遗传算法、蚁群算法等等人工智能算法需要哪些数学知识
模式识别需要非常好的概率论,数理统计;另外会用到少量矩阵代数,随机过程和高数中的一些运算,当然是比较基础的;如果要深入的话恐怕需要学泛函,但是一般情况下不需要达到这种深度。神经网络,遗传算法等智能算法在模式识别有非常重要的应用,但是一般不需要学习计算机学科的人工智能,我们控制有一个交叉学科叫做智能控制是讲这些的,智能控制不需要什么基础,有中学数学的集合和对空间有一点点的了解就足够了,模糊数学的基础是包含在这门学科里的。
⑷ 建模和智能优化算法哪个好
智能优化算法好。
1、建模技术使得研究微观层面的个体行为与由于这些个体之间的相互作用而涌现出来的宏观现象之间的联系成为一种可能。多主体差则模型能够用于描述人类行为及社会制度这些复杂系统,这为制度设计研究提供了良好的技术平台。采用命令行方式或通过可视化控件修改模型中的全局变量,实现仿真参数的修改,并引进了随机因素的作用,使仿真具有更强的描述和表达能力。
2、常用虚轿棚的智能优化算法主要包括模拟退火算法、遗传算法、神经网络优化算法、蚁群算法、粒子群优化算法等,这些优化算法都是通过模拟揭帆液示自然现象和过程来实现的。参数少,结构简单易实现,搜索能力强,解决高位问题效果好。算法种类多,可针对不同问题针对性解决。
⑸ 经典的网络优化算法跟智能算法,哪个跟好些譬如Dijkstra算法和蚁群算法。
Dijkstra算法和蚁群算法是有着本质不同的,属于两个范畴了,前者是确定性算法,输入一个图,必定能产生一个可行结果。而后者是属于启发式算法,有随机因素。不一定能产生好的结果,但一般情况下由于存在启发式因素和智能因素,能够产生比较好的结果,但不能保证产生全局最优解。况且前者是一个针对性很强的算法,只能用于最短路径计算,而蚁群算法可以用来解决一大类问题,比如图算法、数值优化、数据挖掘等等。
⑹ 关于神经网络,蚁群算法和遗传算法
神经网络并行性和自适应性很强,应用领域很广,在任何非线性问题中都可以应用,如控制、信息、预测等各领域都能应用。
蚁群算法最开始应用于TSP问题,获得了成功,后来又广泛应用于各类组合优化问题。但是该算法理论基础较薄弱,算法收敛性都没有得到证明,很多参数的设定也仅靠经验,实际效果也一般,使用中也常常早熟。
遗传算法是比较成熟的算法,它的全局寻优能力很强,能够很快地趋近较优解。主要应用于解决组合优化的NP问题。
这三种算法可以相互融合,例如GA可以优化神经网络初始权值,防止神经网络训练陷入局部极小且加快收敛速度。蚁群算法也可用于训练神经网络,但一定要使用优化后的蚁群算法,如最大-最小蚁群算法和带精英策略。
⑺ 什么是蚁群算法,神经网络算法,遗传算法
蚁群算法又称蚂蚁算法,是一种用来在图中寻找优化路径的机率型算法。它由Marco Dorigo于1992年在他的博士论文中提出,其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中发现路径的行为。蚁群算法是一种模拟进化算法,初步的研究表明该算法具有许多优良的性质.针对PID控制器参数优化设计问题,将蚁群算法设计的结果与遗传算法设计的结果进行了比较,数值仿真结果表明,蚁群算法具有一种新的模拟进化优化方法的有效性和应用价值。
神经网络
思维学普遍认为,人类大脑的思维分为抽象(逻辑)思维、形象(直观)思维和灵感(顿悟)思维三种基本方式。
逻辑性的思维是指根据逻辑规则进行推理的过程;它先将信息化成概念,并用符号表示,然后,根据符号运算按串行模式进行逻辑推理;这一过程可以写成串行的指令,让计算机执行。然而,直观性的思维是将分布式存储的信息综合起来,结果是忽然间产生想法或解决问题的办法。这种思维方式的根本之点在于以下两点:1.信息是通过神经元上的兴奋模式分布储在网络上;2.信息处理是通过神经元之间同时相互作用的动态过程来完成的。
人工神经网络就是模拟人思维的第二种方式。这是一个非线性动力学系统,其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。虽然单个神经元的结构极其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其丰富多彩的。
神经网络的研究内容相当广泛,反映了多学科交叉技术领域的特点。目前,主要的研究工作集中在以下几个方面:
(1)生物原型研究。从生理学、心理学、解剖学、脑科学、病理学等生物科学方面研究神经细胞、神经网络、神经系统的生物原型结构及其功能机理。
(2)建立理论模型。根据生物原型的研究,建立神经元、神经网络的理论模型。其中包括概念模型、知识模型、物理化学模型、数学模型等。
(3)网络模型与算法研究。在理论模型研究的基础上构作具体的神经网络模型,以实现计算机馍拟或准备制作硬件,包括网络学习算法的研究。这方面的工作也称为技术模型研究。
(4)人工神经网络应用系统。在网络模型与算法研究的基础上,利用人工神经网络组成实际的应用系统,例如,完成某种信号处理或模式识别的功能、构作专家系统、制成机器人等等。
纵观当代新兴科学技术的发展历史,人类在征服宇宙空间、基本粒子,生命起源等科学技术领域的进程中历经了崎岖不平的道路。我们也会看到,探索人脑功能和神经网络的研究将伴随着重重困难的克服而日新月异。
遗传算法,是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型,是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法,它最初由美国Michigan大学J.Holland教授于1975年首先提出来的,并出版了颇有影响的专着《Adaptation in Natural and Artificial Systems》,GA这个名称才逐渐为人所知,J.Holland教授所提出的GA通常为简单遗传算法(SGA)。
⑻ bp神经网络与量子行为粒子群算法有什么不一样
这四个都属于人工智能算法的范畴。其中BP算法、BP神经网络和神经网络
属于神经网络这个大类。遗传算法为进化算法这个大类。
神经网络模拟人类大脑神经计算过程,可以实现高度非线性的预测和计算,主要用于非线性拟合,识别,特点是需要“训练”,给一些输入,告诉他正确的输出。若干次后,再给新的输入,神经网络就能正确的预测对于的输出。神经网络广泛的运用在模式识别,故障诊断中。BP算法和BP神经网络是神经网络的改进版,修正了一些神经网络的缺点。
遗传算法属于进化算法,模拟大自然生物进化的过程:优胜略汰。个体不断进化,只有高质量的个体(目标函数最小(大))才能进入下一代的繁殖。如此往复,最终找到全局最优值。遗传算法能够很好的解决常规优化算法无法解决的高度非线性优化问题,广泛应用在各行各业中。差分进化,蚁群算法,粒子群算法等都属于进化算法,只是模拟的生物群体对象不一样而已。
⑼ 蚁群算法的概念,最好能举例说明一些蚁群算法适用于哪些问题!
概念:蚁群算法(ant colony optimization,ACO),又称蚂蚁算法,是一种用来在图中寻找优化路径的机率型算法.它由Marco Dorigo于1992年在他的博士论文中提出,其灵感来源于蚂蚁在寻找食物过程中镇搜发现路径的行为.蚁群算法是一种模拟进化算法,初步的研究表明该算法具有许多优良的性质.针对PID控制器参数优化设计问题,将蚁群算法设计的结果与遗传算法设计的结果进行了比较,数值仿真结果表明,蚁群算法具有一种新的模拟进化优化方法的有效性和应用价值
其原理:为什么小小的蚂蚁能够找到食物?他们具有智能么?设想,如果我们要为蚂蚁设计一个人工智能的程序,那么这个程序要多么复杂呢?首先,你要让蚂蚁能够避开障碍物,就必须根据适当的地形给它编进指令让他们能够巧妙的避开障碍物,其次,要让蚂蚁找到食物,就需要让他们遍历空间上的所有点;再次,如果要让蚂蚁找到最短的路径,那么需要计算所有可能的路径并且比较它们的大小,而且更重要的是,你要小心翼翼的编程,因为程序的错误也许会让你前功尽弃.这是多么不可思议的程序!太复杂了,恐怕没人能够完成这样繁琐冗余的程序
应用范围:蚂蚁观察到的范围是一个方格世界,蚂蚁有一个参数为速度半径(一般是3),那么它能观察到的范围就是3*3个方格世界,并且能移动的距离也在这个范围之内
引申:跟着蚂蚁的踪迹,你找到了什么?通过上面的原理叙述和实际操作,我们不袜高难发现蚂蚁之所以具有智能行为,完全归功于它的简单行为规则,而这些规则综合起来具有下面两个方面的特点:1、多样性 2、正反馈 多样性保证了蚂蚁在觅食的时候不置走进死胡同而无限循环,正反馈机制则保证了相对优良的信息能够被保存下来.我们可以把多样性看成是一种创造能力,而正反馈是一种学习强化能力.正反馈的力量也可以比喻成权威的意见,而多样性是打破权威体现的创造性,正是这两点小心翼翼的巧妙结合才使得智能行为涌现出来了.引申来讲,大自然的进化,社会的进步、人类的创新实际上都离不开这两样东西,多样性保证了系统的创新能力,正反馈保证了优良特性能够得到强化,两者要恰到好处的结合.如果多样性过剩,也就是系统过于活跃,这相当于蚂蚁会过多的随机运动,它就会陷入混沌状态;而相反,多样性不够,正反馈机制过强,那么系统就好比一潭死水.这在蚁群中来讲就表现为,蚂蚁的行为过于僵硬,当环境变化了,蚂蚁群仍然不能适当的调整.既然复杂性、智能行为是根据底层规则涌现的,既然底层规则具有多样性和正反馈特点,那么也许你会问这些规则是哪里来御好历的?多样性和正反馈又是哪里来的?我本人的意见:规则来源于大自然的进化.而大自然的进化根据刚才讲的也体现为多样性和正反馈的巧妙结合.而这样的巧妙结合又是为什么呢?为什么在你眼前呈现的世界是如此栩栩如生呢?答案在于环境造就了这一切,之所以你看到栩栩如生的世界,是因为那些不能够适应环境的多样性与正反馈的结合都已经死掉了,被环境淘汰了!蚁群算法的实现 下面的程序开始运行之后,蚂蚁们开始从窝里出动了,寻找食物;他们会顺着屏幕爬满整个画面,直到找到食物再返回窝.其中,‘F’点表示食物,‘H’表示窝,白色块表示障碍物,‘+’就是蚂蚁了.
⑽ 蚁群算法车辆路径优化问题信息素如何选择
述了。
目前蚁群算法主要用在组合优化方面,基本蚁群算法的思路是这样的:
1. 在初始状态下,一群蚂蚁外出,此时没有信息素,那么各自会随机的选择一条路径。
2. 在下一个状态,每只蚂蚁到达了不同的点,从初始点到这些点之间留下了信息素,蚂蚁继续走,已经到达目标的蚂蚁开始返回,与此同时,下一批蚂蚁出动,它们都会按照各条路径上信息素的多少选择路线(selection),更倾向于选择信息素多的路径走(当然也有随机性)。
3. 又到了再下一个状态,刚刚没有蚂蚁经过的路线上的信息素不同程度的挥发掉了(evaporation),而刚刚经过了蚂蚁的路线信息素增强(reinforcement)。然后又出动一批蚂蚁,重复第2个步骤。
每个状态到下一个状态的变化称为一次迭代,在迭代多次过后,就会有某一条路径上的信息素明显多于其它路径,这通常就是一条最优路径。
关键的部分在于步骤2和3:
步骤2中,每只蚂蚁都要作出选择,怎样选择呢?
selection过程用一个简单的函数实现:
蚂蚁选择某条路线的概率=该路线上的信息素÷所有可选择路线的信息素之和
假设蚂蚁在i点,p(i,j)表示下一次到达j点的概率,而τ(i,j)表示ij两点间的信息素,则:
p(i,j)=τ(i,j)/∑τ(i)
(如果所有可选路线的信息素之和∑τ(i)=0,即前面还没有蚂蚁来过,概率就是一个[0,1]上的随机值,即随机选择一条路线)
步骤3中,挥发和增强是算法的关键所在(也就是如何数学定义信息素的)
evaporation过程和reinforcement过程定义了一个挥发因子,是迭代次数k的一个函数
ρ(k)=1-lnk/ln(k+1)
最初设定每条路径的信息素τ(i,j,0)为相同的值
然后,第k+1次迭代时,信息素的多少
对于没有蚂蚁经过的路线:τ(i,j,k+1)=(1-ρ(k))τ(i,j,k),显然信息素减少了
有蚂蚁经过的路线:τ(i,j,k+1)=(1-ρ(k))τ(i,j,k)+ρ(k)/|W|,W为所有点的集合
为什么各个函数要如此定义,这个问题很难解释清楚,这也是算法的精妙所在。如此定义信息素的挥发和增强,以及路径选择,根据马尔可夫过程(随机过程之一)能够推导出,在迭代了足够多次以后,算法能够收敛到最佳路径。
组合优化很有意思的,像禁忌搜索、模拟退火、蚁群算法、遗传算法、神经网络这些算法能够解决很多生活中的实际问题,楼主有空可以招本书看看。