【FFNN负荷预测】基于人工神经网络的空压机负荷预测(Matlab代码实现)

📋📋📋++本文目录如下:++🎁🎁🎁

目录

[💥1 概述](#💥1 概述)

[📚2 运行结果](#📚2 运行结果)

[2.1 算例1](#2.1 算例1)

[2.2 算例2](#2.2 算例2)

[2.3 算例3](#2.3 算例3)

[🎉3 参考文献](#🎉3 参考文献)

[🌈4 Matlab代码、数据、文章](#🌈4 Matlab代码、数据、文章)


💥1 概述

摘要:

空气压缩机系统约占美国和欧盟工业用电量的10%。由于许多研究已经证明了使用人工神经网络进行空压机性能预测的有效性,因此仍然需要预测空压机的电气负荷曲线。本研究的目的是预测压缩空气系统的电气负载曲线,这对于行业从业者和软件提供商开发更好的负载管理和前瞻调度程序的实践和工具很有价值。采用两层前馈神经网络和长短期记忆两种人工神经网络对空压机的电气负荷进行预测。对具有三种不同控制机构的压缩机进行了评估,总共进行了 11,874 次观察。使用样本外数据集和 5 倍交叉验证对预测进行了验证。模型产生的平均决定系数值为0.24-0.94,平均均方根误差为0.05 kW - 5.83 kW,平均绝对比例误差为0.20 - 1.33。结果表明,两种人工神经网络对使用变速驱动的压缩机(平均R2 = 0.8且无中殿预测)均有较好的结果,只有长短期记忆模型对使用开/关控制的压缩机给出了可接受的结果(平均R2 = 0.82且无中殿预测),而对装卸式空压机(构成中殿预测的模型)没有获得满意的结果。

原文摘要:

Air compressor systems are responsible for approximately 10% of the electricity consumed in United States and European Union industry. As many researches have proven the effectiveness of using Artificial Neural Network in air compressor performance prediction, there is still a need to forecast the air compressor electrical load profile. The objective of this study is to predict compressed air systems' electrical load profile, which is valuable to industry practitioners as well as software providers in developing better practice and tools for load management and look-ahead scheduling programs. Two artificial neural networks, Two-Layer Feed-Forward Neural Network and Long Short-Term Memory were used to predict an air compressors electrical load. Compressors with three different control mechanisms are evaluated with a total number of 11,874 observations. The forecasts were validated using out-of-sample datasets with 5-fold cross-validation. Models produced average coefficient of determination values from 0.24 to 0.94, average root-mean-square errors from 0.05 kW - 5.83 kW, and mean absolute scaled errors from 0.20 to 1.33. The results indicate that both artificial neural networks yield good results for compressors using variable speed drive (average R2 = 0.8 and no naïve forecasting), only the long short-term memory model gives acceptable results for compressors using on/off control (average R2 = 0.82 and no naïve forecasting), and no satisfactory results are obtained for load/unload type air compressors (models constituting naïve forecasting).

📚 2 运行结果

2.1 算例1

2.2 算例2

2.3 算例3

部分代码:

RMSE = sqrt(mean((y - yhat).^2)); % calculate root mean squared error

MASE = mean(abs(y-yhat))/(mean(abs(y(2:end)-y(1:end-1)))); % calculate mean absolute scaled error

mdl = fitlm(y,yhat);

R2 = mdl.Rsquared.Ordinary; % get R2 between observed and predicited

T = table (RMSE,MASE, R2,'RowNames',{'Working Days'}); % construct output table

T.Properties.DimensionNames{1} = 'Mode';

figure

subplot(2,1,1)

plot(y)

hold on

plot(yhat,'.-')

hold off

legend(["Measured" "Predicted"])

xlabel("Timestep (15-minutes)")

ylabel("Electrical Load (kW)")

title(["Forecast using FFNN";"Compressor 3"])

subplot(2,1,2)

stem(yhat - y)

xlabel("Timestep (15-minutes)")

ylabel("Error (kW)")

title("RMSE = " + RMSE)

🎉3 参考文献

部分理论来源于网络,如有侵权请联系删除。

🌈4 Matlab代码、数据、文章

相关推荐
我是小哪吒2.07 分钟前
书籍推荐-《对抗机器学习:攻击面、防御机制与人工智能中的学习理论》
人工智能·深度学习·学习·机器学习·ai·语言模型·大模型
慕婉030710 分钟前
深度学习前置知识全面解析:从机器学习到深度学习的进阶之路
人工智能·深度学习·机器学习
蓝婷儿1 小时前
Python 机器学习核心入门与实战进阶 Day 2 - KNN(K-近邻算法)分类实战与调参
python·机器学习·近邻算法
埃菲尔铁塔_CV算法3 小时前
基于 TOF 图像高频信息恢复 RGB 图像的原理、应用与实现
人工智能·深度学习·数码相机·算法·目标检测·计算机视觉
IT古董3 小时前
【第二章:机器学习与神经网络概述】04.回归算法理论与实践 -(3)决策树回归模型(Decision Tree Regression)
神经网络·机器学习·回归
中杯可乐多加冰4 小时前
【AI落地应用实战】AIGC赋能职场PPT汇报:从效率工具到辅助优化
人工智能·深度学习·神经网络·aigc·powerpoint·ai赋能
烟锁池塘柳05 小时前
【大模型】解码策略:Greedy Search、Beam Search、Top-k/Top-p、Temperature Sampling等
人工智能·深度学习·机器学习
zzc9216 小时前
时频图数据集更正程序,去除坐标轴白边及调整对应的标签值
人工智能·深度学习·数据集·标签·时频图·更正·白边
Blossom.1187 小时前
机器学习在智能供应链中的应用:需求预测与物流优化
人工智能·深度学习·神经网络·机器学习·计算机视觉·机器人·语音识别
Gyoku Mint7 小时前
深度学习×第4卷:Pytorch实战——她第一次用张量去拟合你的轨迹
人工智能·pytorch·python·深度学习·神经网络·算法·聚类