当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

基于罚函数内点法的泄露积分型回声状态网的参数优化

发布时间:2018-05-11 13:59

  本文选题:回声状态网 + 时间序列预测 ; 参考:《自动化学报》2017年07期


【摘要】:为了提升泄露积分型回声状态网(Leaky integrator echo state network,Leaky-ESN)的性能,提出利用罚函数内点法优化Leaky-ESN的全局参数,如泄漏率、内部连接权矩阵谱半径、输入比例因子等,这克服了通过反复试验法选取参数值而降低了Leaky-ESN模型的优越性和性能.Leaky-ESN的全局参数必须保障回声状态网满足回声状态特性,因此它们之间存在不等式约束条件.有学者提出利用随机梯度下降法来优化内部连接权矩阵谱半径、输入比例因子、泄露率三个全局参数,一定程度上提高了Leaky-ESN的逼近精度.然而,随机梯度下降法是解决无约束优化问题的基本算法,在利用随机梯度下降法优化参数时,没有考虑参数必须满足回声特性的约束条件(不等式约束条件),致使得到的参数值不是最优解.由于罚函数内点法可以求解具有不等式约束的最优化问题,应用范围广,收敛速度较快,具有很强的全局寻优能力.因此,本文提出利用罚函数内点法优化Leaky-ESN的全局参数,并以时间序列预测为例,检验优化后的Leaky-ESN的预测性能,仿真结果表明了本文提出方法的有效性.
[Abstract]:In order to improve the performance of leaky integrator echo state network (Leaky-ESNs), the penalty function interior point method is proposed to optimize the global parameters of Leaky-ESN, such as leakage rate, spectral radius of internal connection weight matrix, input scale factor, etc. This overcomes the superiority of the Leaky-ESN model and the global parameters of the Leaky-ESN model. The global parameters of the Echo state net must be guaranteed to satisfy the echo state characteristics, so there are inequality constraints between them. Some scholars have proposed that the stochastic gradient descent method can be used to optimize the spectral radius of the internal connection weight matrix, the input scale factor, and the leakage rate. To some extent, the approximation accuracy of Leaky-ESN is improved. However, the stochastic gradient descent method is the basic algorithm for solving unconstrained optimization problems. The parameter must satisfy the constraint condition of echo characteristic (inequality constraint condition is not considered), so the parameter value obtained is not the optimal solution. Because the penalty function interior point method can solve the optimization problem with inequality constraints, it has a wide range of applications, fast convergence speed and strong global optimization ability. Therefore, a penalty function interior point method is proposed to optimize the global parameters of Leaky-ESN. The prediction performance of the optimized Leaky-ESN is tested by using time series prediction as an example. The simulation results show the effectiveness of the proposed method.
【作者单位】: 渤海大学新能源学院;渤海大学工学院;
【基金】:国家自然科学基金(61573072,21506014) 辽宁省自然科学基金(2014020143) 2011年辽宁省第一批科学技术计划项目(2011402001) 辽宁省教育厅科学技术研究项目(L2015008)资助~~
【分类号】:O211.61;TP183

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 刘富;;压缩式橡胶封隔件罚函数有限元分析[J];新疆石油科技;1993年01期

2 徐增 ;关于恰当罚函数的注记[J];浙江师大学报(自然科学版);1995年01期

3 尹洪超,施光燕,于福东,袁一;过程综合混合整数非线性规划的罚函数-凑整算法[J];大连理工大学学报;1997年01期

4 刘芳;单锐;;一类二次罚函数矫正算法[J];重庆工商大学学报(自然科学版);2011年01期

5 白富生;罗晓艳;;基于二次函数光滑化逼近的修正低阶罚函数(英文)[J];运筹学学报;2012年02期

6 李宝秀,沈愉;一类半无穷规划的恰当罚函数[J];兰州大学学报;1990年02期

7 陆海龙,赵映雪;一类广义恰当罚函数存在的一个充要条件[J];浙江师范大学学报(自然科学版);2005年02期

8 张玉环;王长钰;;一类新的罚函数与罚算法(英文)[J];运筹学学报;2011年01期

9 曾云宝,景旭,孙晓波;罚函数乘子的初值选取和多步长问题[J];哈尔滨理工大学学报;2003年01期

10 孙志刚;高希光;上官莉英;宋迎东;;无虚拟节点罚函数位移协调法[J];南京航空航天大学学报;2009年02期

相关硕士学位论文 前6条

1 谢琴;不等式约束优化两个无罚函数无滤子的SQP算法[D];广西大学;2015年

2 朱存云;在Gamma-Omega模型中的相关问题[D];曲阜师范大学;2015年

3 李忠豪;一种低阶罚函数和它的ε-光滑性[D];曲阜师范大学;2006年

4 黄聪;求解美式期权定价问题的两类数值方法[D];广西民族大学;2010年

5 张晓琳;基于二次外罚函数和Kriging模型的目标级联方法研究[D];华中科技大学;2013年

6 胡玉玺;稀疏模型的三特征联合分布以及贴现罚函数的研究[D];中南大学;2006年



本文编号:1874250

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1874250.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户d845b***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com