為提高海洋工程材料腐蝕速率預(yù)測的精度,提出了一種基于遺傳算法（GA）優(yōu)化反向傳播（Back Propagation,BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海洋工程材料海洋環(huán)境腐蝕速率預(yù)測模型。通過遺傳算法對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值和閾值進(jìn)行優(yōu)化,利用優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。GA-BP模型選取具有代表性的2Cr1312不銹鋼、Q235B碳鋼和6082鋁合金三種基本海洋工程材料數(shù)據(jù)進(jìn)行試驗,預(yù)測結(jié)果誤差小于傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),并且在網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時間上有所縮短,預(yù)測精度上有所提高。本模型在海洋工程材料于海洋環(huán)境中腐蝕速率的實際預(yù)測中具有良好的推廣價值。 

【文章來源】：海洋科學(xué). 2020,44(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算流程圖

遺傳算法(GA)是一種以“適者生存”為基礎(chǔ)的優(yōu)化算法,具有普遍隨機(jī)性、適用性強(qiáng)和并行度高等優(yōu)點,利用復(fù)制、交叉、變異等操作步驟,能夠?qū)栴}解編碼表示的“染色體”群一代代不斷進(jìn)化,從而群體收斂到最合適,并最終獲取到目標(biāo)問題的最優(yōu)解[10]。遺傳算法有著理論及實操簡易、適應(yīng)性強(qiáng)以及限制條件約束弱等優(yōu)點,且具有隱含并行性以及在全局尋優(yōu)的過程中有著突出優(yōu)勢,遺傳算法能夠與其他智能算法進(jìn)行融合,該方式已在各個領(lǐng)域得到了全面的實際應(yīng)用。遺傳算法能夠在搜索全局方面達(dá)到最優(yōu)是基于模仿自然界生物進(jìn)化機(jī)制實現(xiàn)的。遺傳算法使用適者生存的原則可對所有試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行逐次操作,通過搜索全局可得到一個與實際誤差最小的最優(yōu)方案。遺傳算法的流程如圖2所示。2 GA-BP模型構(gòu)建

根據(jù)上述公式,本文經(jīng)過式(1)計算,得出隱含層結(jié)點的區(qū)間范圍為[4,11],但由于公式具有經(jīng)驗性,導(dǎo)致誤差過大,預(yù)測結(jié)果不夠準(zhǔn)確。通過對模型進(jìn)行反復(fù)試驗,當(dāng)隱含層節(jié)點個數(shù)為8時,最終算法得到完美的收斂,該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測精度最高,所以最終確定隱含層節(jié)點數(shù)為8。因此構(gòu)建的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為6-8-1,BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建后的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。圖3中,影響因素為水溫、溶解氧、鹽度、電導(dǎo)率、p H值和氧化還原電位,IW和LW表示各層中的連接權(quán)值,預(yù)測速率為輸出結(jié)果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3517647