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粮食产量的预测研究在粮食安全方面具有重要意义,神经网络可以较好地反映粮食产量这一复杂的非线性动态系统。但是传统的BP神经网络预测模型存在学习收敛速度慢、易陷入局部极小值等缺陷,为了改善这一缺陷,提出了一种基于主成分分析(PCA)和粒子群(PSO)优化神经网络的预测模型。首先计算各影响因素与粮食产量之间的相关系数,利用主成分分析方法降低影响因子的维度,将降维后的因子作为神经网络的输入,然后采用BP神经网络建立粮食产量预测模型,其中引入PSO算法对BP神经网络的权值和阈值进行优化,最后使用训练过的BP神经网络预测粮食产量值。预测结果表明,该模型可有效提高预测精度,且收敛速度快,全局收敛性好,为粮食产量预测提供了一种新的途径。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2017,(1)
粒子群优化算法在农村电网无功优化领域已有广泛应用,但算法存在不足,易陷入局部极值。算法中粒子更新方式和惯性权重是影响搜索能力的关键因素,提出了一种基于引导策略的自适应粒子群算法(adaptive particle swarm optimization algorithm with guiding strategy,GSAPSO),该算法在种群中引入4种粒子,即主体粒子、双中心粒子、协同粒子和混沌粒子对粒子位置更新进行引导来克服算法的随机性,从而提高搜索效率;为进一步克服粒子群优化算法进化后期易陷入早熟收敛的缺点,引入聚焦距离变化率的概念,通过聚焦距离变化率的大小动态调整惯性权重,以提高算法的收敛速度和精度,粒子更新方式和惯性权重的改进极大地提高了搜索到全局最优解的有效性。以IEEE 30节点测试系统为例进行仿真计算,采用GSAPSO算法无功优化计算后最优降损率可达到18.966%,节点最低电压为1.0091p.u.,最优解迭代次数45次,平均迭代次数64.6次,相比标准粒子群算法(PSO)、随机权重粒子群算法(wPSO)和惯性权重线性递减的粒子群算法(LDWPSO)均有很大提升。仿真结果表明:应用GSAPSO算法求得的解质量更高,收敛速度和精度明显高于其他3种算法,说明该算法具有更好的寻优能力和收敛性能。 相似文献
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【目的】将改进粒子群算法用于重力坝断面的优化计算,为重力坝的优化设计提供支持。【方法】针对传统粒子群算法(PSO)中线性递减的惯性权重极易导致算法陷入局部极值的不足,提出一种改进的粒子群算法(Improved PSO),该算法利用三角函数的相关性质改进惯性权重(w)随时间的动态变化模式,以使惯性权重值在算法的初期保持较大取值,然后逐渐递减而在算法的末期保持较小取值,从而提高粒子群算法的全局搜索能力,增强算法的收敛性能。编制基于改进粒子群算法的重力坝断面优化设计计算程序,对某水利枢纽工程的非溢流重力坝断面进行优化计算分析,并与遗传算法和标准粒子群算法的计算结果进行比较。【结果】采用改进粒子群算法得到的非溢流重力坝的最优断面面积为5 147.3 m~2,而采用标准粒子群算法(SPSO)得到的非溢流重力坝的最优断面面积为5 416.5m~2,前者较后者减小9.45%,极大地提高了经济性;采用改进的粒子群算法得到最优解需要计算15步,而采用标准粒子群算法得到最优解需要计算22步,粒子群算法收敛速度提高了31.8%。通过2种算法计算结果的对比,表明改进的粒子群算法不仅能得到更好的优化结果,而且保持了较快的收敛速度。【结论】改进粒子群算法可以用于大型水利工程结构的优化计算与设计。 相似文献
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针对传统基于K-均值聚类的RBF神经网络训练方法中,隐层参数训练结果易受初始值影响而陷入局部极小解,最终导致整个网络收敛速度慢、性能下降等问题,提出了基于粒子群算法(PSO)和K-均值相结合的径向基神经网络(RBF)训练算法.该算法利用PSO的全局搜索能力形成最优解邻域,K-均值算法在该邻域进行局部搜索,这样既利用了PSO算法的全局最优解搜索能力,同时也利用了K-均值算法收敛速度快的优点.试验结果表明该算法有效地解决了基于K-均值训练算法易陷入局部极小解的不足.文中将基于上述训练方法的RBF神经网应用到入侵检测系统中,试验结果同基于传统K-均值、遗传算法和RPCL算法训练的RBF方法进行比较,结果表明本文建议的方法在检测性能和训练时间上都有明显提高. 相似文献
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该文提出改进的PSO‐BP算法在洪水预测应用中建立预测模型。以BP神经网络为基础,提取观测站往年平均径流量作为洪水属性。采用改进的PSO‐BP算法对神经网络的各个参数进行优化,最后建立模型应用于流域观测站的洪水预报模型,叙述了PSO粒子群算法和BP神经网络算法,详细阐述粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,得出最优的BP神经网络预测适应度值。通过实验仿真对比,结果表明此方法预测结果比BP神经网络算法和混沌径向基神经网络模型算法精度更高,提高了预测的效率。 相似文献
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以江苏省1996-2009年耕地变化为例,利用粒子群算法(PSO)的全局搜索能力优化标准支持向量机(SVM),并结合增量式最小二乘支持向量机(LSSVR)和逆学习算法的特征,构建粒子群算法-在线学习SVM(PSO-OSVM)耕地变化预测模型,采用该模型对江苏省耕地变化进行预测,以期为土地资源可持续发展提供重要参考依据.结果表明,PSO可以有效收敛SVM内部参数γ和σ达到全局最优解;PSO-OSVM模型的内外精度和总精度均高于GM(1,1)、BP神经网络模型,且优于PSO-SVM模型.说明PSO-OSVM是一种有效的耕地变化预测模型. 相似文献
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针对粒子群优化算法易于陷入局部最优解并存在早熟收敛的问题，提出了一种基于双子群的改进粒子群优化算法（TS IPSO)，通过2组搜索方向相反的主、辅子群之间的相互协同，扩大搜索范围，借鉴遗传算法的杂交机制，并采用惯性权值的非线性递减策略，加快算法的收敛速度和提高粒子的搜索能力，降低了算法陷入局部极值的风险.实验结果表明该算法较标准PSO算法提高了全局搜索能力和收敛速度，改善了优化性能. 相似文献
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针对烧结配料系统中的非线性、复杂性和相关性，基于BP神经网络建立烧结配料的预测模型，并采用粒子群算法对预测模型参数进行优化。为了克服粒子群算法的局部收敛性，在迭代过程中，根据迭代次数对惯性权重进行动态非线性调整，从而提高算法的搜索能力。仿真结果表明，所提出的改进粒子群算法与传统的粒子群算法比较，收敛速度快、迭代次数少、具有较强的全局寻优能力。 相似文献
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在温室环境中,厚皮甜瓜较易感染一些病害,而传统的病害预测模型收敛速度慢,易在局部局限在极小值,为准确预测温室厚皮甜瓜病害,在BP神经网络的基础上进行优化,引入了遗传算法,在全局最优解的附近进行局部搜索,以遗传算法的全局搜索能力克服了传统神经网络的局部极小值问题与收敛速度缺陷。经以Matlab对试验数据进行仿真分析,证实引入遗传优化算法进行温室厚皮甜瓜病害预测误差显著减小,取得了较理想的拟合结果。 相似文献
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基于CPSO-SVM 的小麦条锈病预测模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对BP 神经网络在建立模型时没有确定网络结构的缺点和支持向量机(SVM)模型参数选择对预测精度影响大的局限性,提出一种结合混沌系统的粒子群算法(CPSO)去优化SVM 模型的惩罚因子C 和核函数中参数σ的混合模型,利用混沌系统的不确定性理论使传统的粒子群算法能有效克服收敛速度慢、容易达到局部最优值的缺点,使CPSO 算法能更快、更准确找到全局最优值。经过参数优化SVM 模型有效提高了预测精度并利用新的混合模
型对宁夏地区小麦条锈病流行级别进行预测。结果表明,相对于传统SVM 模型、组合PSO-SVM 模型和组合PSO-BP神经网络模型,研究提出的混合模型(CPSO-SVM)在预测精度及模型的泛化能力上均优于以上3 种模型,可对小麦条锈病发病及流行程度进行精确的预测,并为农业病虫害研究部门提供有效的理论依据。 相似文献
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基于CPSO-SVM 的小麦条锈病预测模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对BP神经网络在建立模型时没有确定网络结构的缺点和支持向量机(SVM)模型参数选择对预测精度影响大的局限性,提出一种结合混沌系统的粒子群算法(CPSO)去优化SVM模型的惩罚因子C和核函数中参数σ的混合模型,利用混沌系统的不确定性理论使传统的粒子群算法能有效克服收敛速度慢、容易达到局部最优值的缺点,使CPSO算法能更快、更准确找到全局最优值.经过参数优化SVM模型有效提高了预测精度并利用新的混合模型对宁夏地区小麦条锈病流行级别进行预测.结果表明,相对于传统SVM模型、组合PSO-SVM模型和组合PSO-BP神经网络模型,研究提出的混合模型(CPSO-SVM)在预测精度及模型的泛化能力上均优于以上3种模型,可对小麦条锈病发病及流行程度进行精确的预测,并为农业病虫害研究部门提供有效的理论依据. 相似文献
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传统的粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)在解决有关离散优化的问题时,容易发生早熟收敛,陷入局部最优等现象,从而得不到最优解。为了克服这种现象,提出了一种基于遗传思想的改进PSO算法:利用繁殖法更好的搜索粒子的空间,经过繁殖后的粒子可以更好的从局部最优逃离,并对经典的测试函数进行了测试。测试结果表明,与传统的PSO算法相比,改进算法的寻优效果较好,不仅能加快收敛速度,而且能找到同样甚至更好的解。 相似文献
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遗传算法优化BP网络的汛期降水预测模型 总被引：1，自引：0，他引：1
针对BP算法易陷入局部极小、收敛速度慢等缺点,遗传算法是全局优化算法和具有很强的全局搜索能力,遗传算法优化BP神经网络初始连接权值和阈值形成混合算法.以安徽宣城市为例,将汛期降水量作为预测对象,前期74项大气环流特征量、500 hPa、100 hPa月平均高度场、月平均海平面气压场和月平均海温场资料中选取预测因子,建立汛期降水短期气候预测模型.结果表明,该方法计算稳定,预报误差小,具有实用价值. 相似文献
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针对BP算法易陷入局部极小、收敛速度慢等缺点,遗传算法是全局优化算法和具有很强的全局搜索能力,遗传算法优化BP神经网络初始连接权值和阈值形成混合算法。以安徽宣城市为例,将汛期降水量作为预测对象,前期74项大气环流特征量、500 hPa、100 hPa月平均高度场、月平均海平面气压场和月平均海温场资料中选取预测因子,建立汛期降水短期气候预测模型。结果表明,该方法计算稳定,预报误差小,具有实用价值。 相似文献
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BP神经网络算法的一种改进及在小麦赤霉病预测中的应用 总被引：4，自引：0，他引：4
针对BP网络收敛速度慢,计算量大等缺点,提出了动量法和批处理梯度下降学习算法相结合的BP神经网络改进算法,用以提高BP网络训练速度。该方法成功地实现了小麦赤霉病流行程度预测,效果显著。 相似文献