基于WOA算法的SVDD参数寻优matlab仿真
1.程序功能描述
基于WOA算法的SVDD参数寻优,将优化后的SVDD模型进行数据分类,并对测试数据进行抗干扰测试,得到不同干扰下的分类误差曲线。
2.测试软件版本以及运行结果展示
MATLAB2022A版本运行
3.核心程序
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 | % 更新搜索代理的位置 for i =1: size (Pxy,1) r1= rand (); r2= rand (); A=2*a*r1-a; C=2*r2; b=1; l=(a2-1)* rand +1; p = rand (); for j =1: size (Pxy,2) if p<0.5 if abs (A)>=1 % 随机选择一个领导者的索引 rand_leader_index = floor (Npop* rand ()+1); X_rand = Pxy(rand_leader_index, :); D_X_rand= abs (C*X_rand( j )-Pxy( i , j )); Pxy( i , j )=X_rand( j )-A*D_X_rand; elseif abs (A)<1 D_Leader= abs (C*Xbest( j )-Pxy( i , j )); Pxy( i , j )=Xbest( j )-A*D_Leader; end elseif p>=0.5 distance2Leader= abs (Xbest( j )-Pxy( i , j )); Pxy( i , j )=distance2Leader* exp (b.*l).* cos (l.*2* pi )+Xbest( j ); end end end t=t+1; yline(t)=Ybest; % 输出当前迭代次数和最佳成绩 end SNR = [0:1:60]; for ij = 1: length (SNR) for j = 1:50 testdata2 = awgn(testdata,SNR(ij), 'measured' ); %使用最优模型进行测试 [predictlabel, accuracy, ~] = libsvmpredict(testlabel, testdata2, model); error (ij, j ) = mean ((testlabel-predictlabel)); end end figure ; plot (SNR, mean ( error ,2), '-mo' ,... 'LineWidth' ,1,... 'MarkerSize' ,6,... 'MarkerEdgeColor' , 'k' ,... 'MarkerFaceColor' ,[0.5,0.9,0.0]); xlabel ( 'SNR' ); ylabel ( '预测误差' ); 44 |
4.本算法原理
鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)是一种模拟鲸鱼捕食行为的智能优化算法,近年来在诸多领域得到广泛应用,其中包括支持向量数据描述(Support Vector Data Description, SVDD)模型的参数寻优。SVDD是一种基于核方法的非线性单类分类模型,通过寻找最小体积的超球体来包容训练样本,从而实现对正常数据的描述。然而,SVDD的性能很大程度上取决于其模型参数的选择,例如惩罚因子C和核函数参数γ。
WOA模拟了鲸鱼觅食过程中两种主要的行为模式:觅食猎物(Bubble-net Foraging)和搜索分散猎物(Encircling Prey)。算法通过更新搜索代理的位置,逐步逼近全局最优解。对于第i个搜索代理,其位置更新公式如下:
将SVDD的参数向量Θ=[C,γ]视为WOA算法的搜索空间,通过迭代优化找到最优的参数组合。具体步骤如下:
初始化WOA算法参数(如种群大小、最大迭代次数、参数边界等),并随机初始化各个搜索代理的位置(即不同的SVDD参数组合)。
应用WOA更新规则,对每一个搜索代理的参数向量进行迭代优化。每次迭代过程中,计算当前参数组合下的SVDD模型性能(如泛化能力、轮廓系数等),并将最优参数对应的搜索代理设置为新的全局最优解。
当达到最大迭代次数或满足停止准则时,输出全局最优解所对应的SVDD参数组合。
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