基于粒子群优化算法的Richards模型参数估计和算法有效性.pdf

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1、JournalofComputerApplicationsISSN1001—90812014—1O-10计算机应用，2014，34(1O)：2827—2830CODENJYIIDUhttp：／／www．joca．an文章编号：1001—9081(2014)10—2827—04doi：10．11772／j．issn．1001—9081．2014．10．2827基于粒子群优化算法的Richards模型参数估计和算法有效性燕振刚，胡贺年，李广(1．甘肃农业大学信息科学技术学院，兰州730070；2．甘肃农业大学经济管理学院，兰州730070)(通信作者电子邮箱yanzhg90

2、8@163．com)摘要：针对Richards模型参数估计较为困难的实际问题，提出将Richards模型的参数估计问题转化为一个多维无约束函数优化问题。结合谷氨酸茵体的实际生长浓度数据，在Matlab2012b环境中，利用粒子群优化(PSO)算法建立适应度函数，在最小线性二乘意义下估计Richards模型中的4个参数，并建立了拟合的生长曲线和最优值变化曲线。为进一步验证算法有效性，将PSO算法与该模型传统参数估计法中的四点法和遗传算法(GA)进行了比较，以相关指数和剩余标准差作为评价指标。结果表明，PSO算法对Richards模型的拟合效果良好，对模型的参数估计有着很好

3、的适用性。关键词：粒子群优化算法；Richards模型；参数估计；算法有效性中图分类号：TP301．6文献标志码：AParameterestimationofRichardsmodelandalgorithmefectivenessbasedonparticleswarmoptimizationalgorithmYANZhengang，HUHenian，LIGuang(1．CollegeofInformationScienceandTechnology，GansuAgriculturalUniversity,LanzhouGar~u730070，China；2．Coll

4、egeofEconomicsandManagement，GansuAgriculturalUniversity,LanzhouGansu730070，China)Abstract：AimingtothepracticalproblemthatitisdifficulttoestimatetheRichardsmodelparameters，theparameterestimationproblemoftheRichardsmodelwasformulatedasamuhi—dimensionalunconstrainedfunctionoptimizationprobl

5、em．Combinedwiththeactualgrowthconcentrationofglutamicacid，inMatlab2012benvironment，thefitnessfunctionwasestablishedbyParticleSwarmOptimization(PSO)algorithm，fourparametersofRichaMsmodelwereestimatedbytheleastsquaremethod，andthegrowthcurveandtheoptimumcurvewereestablished．Tofurtherverifyt

6、heeffectivenessofthealgorithm，thePSOalgorithmwascomparedwithtraditionalparameterestimationmethod，suchasfourpointmethodandGeneticAlgorithm(GA)method，therelatedindexandtheresidualstandarddeviationwereusedastheevaluationindex．Theresultsshowthat，thePSOalgorithmhasbetterfittingeffectforRichar

7、dsmodelandgoodapplicabilityforparameterestimation．Keywords：ParticleSwarmOptimization(PSO)algorithm；Richardsmodel；parameterestimation；algorithmeffectiveness较为复杂]。0引言非线性模型参数估计的纯数学方法有四点法、三段法等。在模型的建立过程中，对生物生长过程的数量化描述较近年来，随着智能化算法的发展和应用，遗传算法(Genetic为知名的模型有Mitscherhch、Compertz、B