Optimización de parámetros en una red de estado de eco integradora con fugas con un algoritmo de búsqueda gravitacional mejorado
Autores: Lun, Shuxian; Zhang, Zhenqian; Li, Ming; Lu, Xiaodong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización de parámetros en una red de estado de eco integradora con fugas con un algoritmo de búsqueda gravitacional mejorado
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Predicción
Series temporales no lineales
Red de estado eco integradora con fugas
Depósito
Algoritmo de búsqueda gravitacional
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En la predicción de una serie de tiempo no lineal basada en una red de estado de eco con integrador filtrado (leaky-ESN), construir un reservorio relacionado con el problema específico es un paso clave. Para problemas como el bajo rendimiento de reservorios generados al azar, es difícil determinar los valores de los parámetros de los reservorios. El trabajo en este documento utiliza el algoritmo de búsqueda gravitacional (GSA) para optimizar los parámetros globales de un leaky-ESN, como la tasa de filtración, el radio espectral y el factor de escala de entrada. El GSA básico tiene algunos problemas, como una convergencia lenta y un mal equilibrio entre exploración y explotación, y no puede resolver algunos problemas de optimización complejos de manera efectiva. Para resolver estos problemas, en este documento se propone un algoritmo de búsqueda gravitacional mejorado (IGSA). En primer lugar, se archivaron y utilizaron el mejor agente y los agentes élite para acelerar la fase de exploración y mejorar la tasa de convergencia en la fase de explotación. En segundo lugar, para mejorar el efecto de los agentes de baja aptitud en el resultado de optimización, se propuso una estrategia de mutación diferencial, que generó nuevos individuos para reemplazar a los agentes originales con peor aptitud, aumentando la diversidad de la población y mejorando la capacidad de optimización global del algoritmo. Finalmente, dos experimentos de simulación mostraron que el leaky-ESN optimizado por el IGSA tuvo una mejor precisión de predicción.
Descripción
En la predicción de una serie de tiempo no lineal basada en una red de estado de eco con integrador filtrado (leaky-ESN), construir un reservorio relacionado con el problema específico es un paso clave. Para problemas como el bajo rendimiento de reservorios generados al azar, es difícil determinar los valores de los parámetros de los reservorios. El trabajo en este documento utiliza el algoritmo de búsqueda gravitacional (GSA) para optimizar los parámetros globales de un leaky-ESN, como la tasa de filtración, el radio espectral y el factor de escala de entrada. El GSA básico tiene algunos problemas, como una convergencia lenta y un mal equilibrio entre exploración y explotación, y no puede resolver algunos problemas de optimización complejos de manera efectiva. Para resolver estos problemas, en este documento se propone un algoritmo de búsqueda gravitacional mejorado (IGSA). En primer lugar, se archivaron y utilizaron el mejor agente y los agentes élite para acelerar la fase de exploración y mejorar la tasa de convergencia en la fase de explotación. En segundo lugar, para mejorar el efecto de los agentes de baja aptitud en el resultado de optimización, se propuso una estrategia de mutación diferencial, que generó nuevos individuos para reemplazar a los agentes originales con peor aptitud, aumentando la diversidad de la población y mejorando la capacidad de optimización global del algoritmo. Finalmente, dos experimentos de simulación mostraron que el leaky-ESN optimizado por el IGSA tuvo una mejor precisión de predicción.