遗传算法(GA)优化的BP神经网络预测,GA-BP回归预测,多输入单输出模型。

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%%  导入数据
% 训练集——190个样本
P_train = xlsread('data','training set','B2：G191')';
T_train= xlsread('data','training set','H2：H191')';
% 测试集——44个样本
P_test=xlsread('data','test set','B2:G45')';
T_test=xlsread('data','test set','H2:H45')';

N = size(P_test, 2);          % 测试集样本数
M = size(P_train, 2);         % 训练集样本数
%%  数据归一化
%%  数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);

[t_train, ps_output] = mapminmax(T_train, 0, 1);
t_test = mapminmax('apply', T_test, ps_output);
%构建网络
%% 节点个数
inputnum=6;
hiddennum=8;
outputnum=1;
net=newff(p_train,t_train,hiddennum);%单隐含层，5个隐含层神经元

%% 遗传算法参数初始化
maxgen=20;                          %进化代数，即迭代次数
sizepop=10;                         %种群规模
pcross=0.2;                       %交叉概率选择，0和1之间
pmutation=0.1;                    %变异概率选择，0和1之间

%节点总数：输入隐含层权值、隐含阈值、隐含输出层权值、输出阈值（4个基因组成一条染色体）
numsum=inputnum*hiddennum+hiddennum+hiddennum*outputnum+outputnum;%21个，10,5,5,1

lenchrom=ones(1,numsum);%个体长度，暂时先理解为染色体长度，是1行numsum列的矩阵      
bound=[-3*ones(numsum,1) 3*ones(numsum,1)];    %是numsum行2列的串联矩阵，第1列是-3，第2列是3

%------------------------------------------------------种群初始化--------------------------------------------------------
individuals=struct('fitness',zeros(1,sizepop), 'chrom',[]);  %将种群信息定义为一个结构体：10个个体的适应度值，10条染色体编码信息
avgfitness=[];                      %每一代种群的平均适应度,一维
bestfitness=[];                     %每一代种群的最佳适应度
bestchrom=[];                       %适应度最好的染色体，储存基因信息
%初始化种群
for i=1:sizepop
    %随机产生一个种群
    individuals.chrom(i,:)=Code(lenchrom,bound);    %编码（binary（二进制）和grey的编码结果为一个实数，float的编码结果为一个实数向量）
    x=individuals.chrom(i,:);
    %计算适应度
    individuals.fitness(i)=fun(x,inputnum,hiddennum,outputnum,net,p_train,t_train);   %染色体的适应度
end

FitRecord=[];

%找最好的染色体
[bestfitness, bestindex]=min(individuals.fitness);%bestindex是最小值的索引（位置/某个个体），bestfitness的值为最小适应度值
bestchrom=individuals.chrom(bestindex,:);  %最好的染色体，从10个个体中挑选到的
avgfitness=sum(individuals.fitness)/sizepop; %染色体的平均适应度(所有个体适应度和 / 个体数)
% 记录每一代进化中最好的适应度和平均适应度
trace=[avgfitness bestfitness]; %trace矩阵，1行2列，avgfitness和bestfitness仅仅是数值