普通网友 2024-02-25 12:11 采纳率: 25.8%
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使用天鹰优化算法对变形监测数据进行优化时编写matlab代码出现问题

使用天鹰优化算法对变形监测数据进行优化时编写matlab代码出现问题,此程序已经可以正常跑出,且不报错,能够正常进行图表显示。但是经过天鹰优化算法的调整,预测数据与原始数据的差距较大且并不在图表中表示出来,请问是哪里出了问题?

globalBestFitness = Inf;
globalBestSolution = [];
bestFitness = Inf; % 初始化当前最优解的适应度值
bestSolution = []; % 初始化当前最优解

popSize = 50; % 种群大小
maxIter = 100; % 最大迭代次数
TrueData=[0,0.2,-0.76,-0.66,-0.46,0.14,0,-0.2,-0.4,-0.2,1.1,1.3,1.4,0.8,0.9,0.8,0.7,0.6,0.7,0.5,0.7,0.4,-0.2,-0.1,-0.3,-0.2,-0.5,-0.2,-0.2,0.3,0.5,1.3,1.7,2.4,2.9,2.9,2.7,3.1,3.7,4.2,3.6,3.2,2.9,2.4,1.2,1.2,1,1,-0.2,0.1,-0.6,-1.2,-0.8,-1,-1.2];
dim = 2; % 固定为2,因为线性模型参数只有斜率和截距两个
lb = -10; % 变量下界
ub = 10; % 变量上界
pop = lb + (ub - lb) * rand(popSize, dim);
fitness = zeros(popSize, 1); % 初始化适应度值

% 假设模型是一个线性模型,此处使用true_data作为训练数据
true_data = TrueData; 

for iter = 1:maxIter
    for i = 1:popSize
        fitness(i) = FitnessFunction(pop(i, :), true_data); % 调用自定义的适应度函数计算适应度值,并传入原始数据
    end

    % 更新天鹰位置
    for i = 1:popSize
        % 随机选择两个不同的天鹰
        idx = randperm(popSize, 2);
        eagle1 = pop(idx(1), :);
        eagle2 = pop(idx(2), :);
        
        % 更新当前天鹰位置
        pop(i, :) = eagle1 + rand(1, dim) .* (eagle1 - eagle2);
        
        % 边界处理
        pop(i, :) = max(pop(i, :), lb);
        pop(i, :) = min(pop(i, :), ub);
    end
    
    % 计算适应度函数
    for i = 1:popSize
        fitness(i) = FitnessFunction(pop(i, :), true_data);
    end
    
    % 更新全局最优解
[bestFitness, bestIdx] = min(fitness); % 找到当前迭代中的最佳适应度和其索引
if bestFitness < globalBestFitness
    globalBestFitness = bestFitness;
    globalBestSolution = pop(bestIdx, :);
end
    
    
    % 显示当前迭代结果
    disp(['Iteration: ' num2str(iter) ', Best Fitness: ' num2str(bestFitness)]);
    disp(bestSolution);
end
% 输出最终全局最优解及其对应的预测值
disp(['Global Best Fitness: ' num2str(globalBestFitness)]);
disp('Global Best Solution:');
disp(globalBestSolution);

% 使用最优参数进行预测,并与原始数据对比
X = 1:size(true_data, 1); % 假设数据索引作为特征
y_pred = YourPredictionFunction(globalBestSolution, X);% 根据你的模型定义预测函数
comparison = [true_data y_pred];
disp('Comparison of True Data and Predicted Data:');
disp(comparison);

% 可视化原始数据和预测数据
figure;
plot(true_data, '-o', 'MarkerSize', 5, 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', 'True Data');
hold on;
plot(y_pred, '-s', 'MarkerSize', 5, 'LineWidth', 1.5, 'DisplayName', 'Predicted Data');
legend('show');
xlabel('Data Index');
ylabel('Data Value');

function fitness = FitnessFunction(x, true_data)
    % 根据已知数据进行计算,返回适应度值
    % 假设我们正在寻找一个拟合true_data的最佳线性模型
    model_params = reshape(x, [], 1);  % 假设x的长度等于2(对应于线性模型的a和b)
    
    if numel(model_params) ~= 2  % 检查参数数量是否正确
        error('模型参数数量不正确,应该为2(对应于线性模型的斜率和截距)');
    end
    
    X = 1:size(true_data, 1);  % 数据索引作为特征
    y_pred = model_params(1) * X' + model_params(2); % 线性模型预测
    y_true = true_data; % 真实数据

    fitness = sum((y_pred - y_true).^2); % 误差平方和作为适应度值
end

function predicted_values = YourPredictionFunction(model_params, X)
    % 输入参数model_params是通过天鹰优化得到的最佳参数
    % X是用于预测的数据特征(这里是数据索引)
    
    % 使用最佳参数构建模型(这里假设是一个简单的线性模型)
    model = LinearModel.fit(X, model_params(2:end)', 'Intercept', true); % 添加截距项
    
    % 进行预测
    predicted_values = predict(model, X);
end

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  • 码农阿豪 Java领域优质创作者 2024-02-25 12:11
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    让阿豪来帮你解答,本回答参考chatgpt3.5编写提供,如需一对一服务私聊我哦
    问题描述不够清晰,无法确定出现问题的具体位置。可能涉及到优化算法的参数设置、适应度函数的编写、数据预处理等方面。以下是一些可能导致问题的原因和解决方法:
    1. 参数设置不合理。天鹰优化算法有许多需要调整的参数,如种群大小、迭代次数、变量边界等。如果这些参数设置不合理,可能会导致算法无法找到最优解,或者收敛速度过慢。建议尝试不同的参数组合,并进行细致的调参。
    2. 适应度函数编写有误。适应度函数是优化算法的核心部分,必须正确计算出每个解的适应度值。如果适应度函数编写有误,可能会导致算法无法找到最优解,或者陷入局部最优解。建议仔细检查适应度函数的计算过程,并与原始数据进行对比验证。
    3. 数据预处理不充分。天鹰优化算法在寻找最优解时,需要预处理原始数据,并转换为可供优化的形式。如果数据预处理不充分,可能会导致算法无法找到最优解,或者模型不稳定。建议对原始数据进行详细的分析和处理,并选择合适的数据表示方式。 以下是一些可能有用的代码示例:
    4. 调整算法参数 可以通过修改popSize和maxIter等参数来调整算法参数。 popSize = 100; % 种群大小 maxIter = 200; % 最大迭代次数
    5. 修改适应度函数 适应度函数可以根据具体的问题进行编写。下面是一个简单的线性模型适应度函数的示例: function fitness = LinearFit(x, true_data) % 计算线性模型的拟合误差 % x是线性模型的参数(斜率和截距) % true_data是原始数据 model_params = reshape(x, [], 1); if numel(model_params) ~= 2 error('模型参数数量不正确,应该为2(对应于斜率和截距)'); end X = 1:size(true_data, 1); y_pred = model_params(1)*X + model_params(2); fitness = sum(abs(y_pred - true_data)); end
    6. 数据预处理 数据预处理可以根据具体的问题进行编写。下面是一个简单的数据标准化处理函数的示例: function X_norm = NormalizeData(X) % 对数据进行标准化处理 % X是原始数据 mu = mean(X); sigma = std(X); X_norm = (X - mu) ./ sigma; end
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