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基于群体智能算法的人工神经网络优化及其应用的开题报告
一、课题背景
人工神经网络（ArtificialNeuralNetwork，ANN）是一种在计算机中模拟人类神经网络的技术。它具有拟合性强、自适应性好、非线性映射等优点，在预测、识别、控制等领域得到了广泛应用。但是，ANN的性能受到网络结构、权值和偏置的选择等因素的影响，如何针对特定问题寻找最优的ANN结构和参数，成为研究的热点之一。
群体智能算法（SwarmIntelligence，SI）是一种模拟自然界生物群体行为的智能算法，具有自适应性、鲁棒性等特点，已经被应用于优化、搜索、控制等领域。将SI算法与ANN相结合，可以作为一种优化ANN结构和参数的方法。
二、研究目的
本研究旨在探究基于群体智能算法的ANN优化方法，通过设计实验验证其优劣，并将该方法应用于实际问题中，提高问题的预测、识别、控制等能力。
三、研究内容
1.研究ANN的基本结构、工作原理、常用学习算法等。
2.综述SI算法的基本概念、分类、特点及应用领域。
3.设计基于SI算法的ANN优化方法，如PSO-ANN、ABC-ANN、ACO-ANN等。
4.利用数据集对不同优化方法进行实验比较，分析其性能优劣。
5.将该方法应用于实际问题中，如数值拟合、图像识别、股票预测等，验证其效果。
四、技术路线
1.研究文献综述及相关理论学习
2.编写ANN程序，实现常用学习算法
3.实现SI种群初始化、适应度函数、进化操作等，实现优化方法
4.设计实验，测试不同方法的性能，进行对比分析
5.应用该方法于实际问题中，验证其效果
五、研究意义
1.为进一步提高ANN性能提供思路和方法
2.丰富优化方法的研究手段，拓展其应用领域
3.应用该方法，提高各领域预测、识别、控制等问题的解决能力
六、研究难点
1.如何选择或设计适合ANN优化的SI算法，达到最优化效果。
2.如何设计合适的实验验证不同方法的效果，得出准确的结论。
3.如何应用该方法于实际问题中，提高问题的解决能力。
七、进度安排
1.第一周：阅读文献，熟悉ANN和SI算法
2.第二周：编写ANN程序，实现常用的学习算法
3.第三周：实现SI种群初始化、适应度函数、进化操作等，实现优化方法
4.第四周：设计不同实验，测试不同方法的性能，进行对比分析
5.第五周：优化方法研究，调整实验参数和设计实验
6.第六周：将该方法应用于实际问题中，进行测试和分析
7.第七周：写作研究报告，撰写论文
八、参考文献
[1]Al-TamimiM.A.,SoyjaudahK.S.andKocharB.(2016).EvolutionaryComputing-basedOptimizationofArtificialNeuralNetworks:AReview,IEEETransactionsonNeuralNetworksandLearningSystems,27:3,589-596.
[2]YangX.,ZhaoH.,PeiL.andYaoX.(2017).Large-scaleoptimizationbasedonmulti-objectiveparticleswarmoptimizationanddeeplearning,IEEETransactionsonEvolutionaryComputation,21(4),566-579.
[3]LiQ.,ZhangX.,DuP.andJiangN.(2018).Anovelartificialbeecolonyalgorithmwithneighborhoodsearchforartificialneuralnetworkoptimization,Knowledge-BasedSystems,160,93-113.
[4]ChenY.andHuK.(2019).Butterflyoptimizationalgorithm-basedfeatureselectionandartificialneuralnetworkmodelingforstreamflowforecasting,EnvironmentalModelling&Software,120,104506.
[5]ShiY.andEberhartR.C.(1998).Amodifiedparticleswarmoptimizer,ProceedingsofIEEEInternationalConferenceonEvolutionaryComputation,665-670.