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《西北民族大学》 2011年
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基于遗传算法的前馈神经网络优化研究

刘伟伟  
【摘要】:随着人工神经网络20世纪80年代在世界范围的复苏,世界范围内掀起了神经网络开发研究的热潮。BP神经网络是目前应用最广泛的网络之一。BP神经网络的拓扑结构是一个多层前馈网络。BP神经网络与BP学习算法理论比较成熟,而且基于误差反向传播算法的BP网络具有很强的非线性映射、泛化、容错等能力,实践证明BP网络可以解决很多实际问题。但在实践中,BP算法也暴露了自身存在的一些弱点,如固定的学习率和训练次数使得学习效率低,收敛速度慢;隐层数和隐层节点数目的选取缺乏理论的指导;采用了基于误差和性能指标函数不断减小的标准梯度下降法,使网络全局搜索能力差,易形成局部极小而得不到全局最优;训练时学习新样本有遗忘旧样本的趋势等问题。 遗传算法的出现使神经网络的训练有了崭新的面貌,用遗传算法优化神经网络,可以使神经网络具有自进化、自适应能力,从而构造出进化的神经网络。将遗传算法和BP神经网络结合起来有很大的意义。由于遗传算法能够收敛到全局最优解,这不仅能发挥BP神经网络的泛化映射能力,而且使BP神经网络具有很快的收敛性以及较强的学习能力。遗传算法与BP神经网络的结合主要有两个方面:一是应用遗传算法优化BP神经网络各层之间的连接权值;二是应用遗传算法优化BP神经网络的拓扑结构。 本文系统地研究了人工神经网络特别是BP神经网络以及遗传算法的理论基础,分析了神经网络的缺陷及其产生的原因。在此基础上,应用遗传算法对BP神经网络的连接权值和拓扑结构进行了优化。在优化过程中,本文应用了遗传算法合适的编码技巧,对神经网络进行符合实际的编码,同时根据编码方法专门设计了遗传操作中的变异操作方案。最后将优化后的BP神经网络应用于结肠癌基因表达谱数据分析,结果显示优化后的BP神经网络较传统的BP神经网络具有更快的收敛性以及更强的学习能力。优化后的网络克服了BP神经网络的一些缺陷,使得BP神经网络在实践应用中更加完美。
【学位授予单位】:西北民族大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP183

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李涛;;基于多层感知器的某矿职工呼吸系统的识别预测[J];九江学院学报(自然科学版);2012年02期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 郑志军,郑守淇;用基于实数编码的自适应遗传算法进化神经网络[J];计算机工程与应用;2000年09期
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6 阳少林;王树林;;基于神经网络的多类肿瘤亚型识别研究[J];计算机工程与应用;2008年11期
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10 何述东,瞿坦,黄献青,黄心汉;多层前向神经网络结构的研究进展[J];控制理论与应用;1998年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
3 于化龙;基于DNA微阵列数据的癌症分类技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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9 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 冷欣;船用增压锅炉汽包水位预测控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
5 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
7 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
9 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
10 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 张海英;张高洪;伍传仁;邹伟明;杨莉;;煤矿工人呼吸系统的健康状况调查[J];应用预防医学;2007年04期
2 董琦;汪永宁;余初孺;;对煤矿职工体质健康状况的实证研究[J];淮南职业技术学院学报;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 戴雪龙;PET探测器神经网络定位方法研究[D];中国科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 陈飞;人工神经网络和决策树进行数据分类的对比研究[D];大连海事大学;2005年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 kelly MF;邰常峰;;神经网络在肌电信号分析中的应用[J];国际生物医学工程杂志;1991年06期
3 汤新梁;;自由手写体数字识别的神经网方法[J];东南大学学报(自然科学版);1991年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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7 曹建兵 李祖兵 特约记者 何天进 本报记者 于莘明;给导弹植入“神经网络”[N];科技日报;2005年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 闫超;基于BP神经网络的煤矿深埋硐室软岩流变参数反演分析[D];安徽理工大学;2011年
10 段成均;时滞神经网络稳定性分析[D];重庆交通大学;2011年
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