回归预测|基于北方苍鹰优化NGO-Transformer-GRU组合模型的数据预测Matlab程序多特征输入单输出
文章目录
- 前言
- 一、NGO-Transformer-GRU模型
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- NGO-Transformer-GRU组合模型的数据预测
- [1. NGO(北方苍鹰优化算法)](#1. NGO(北方苍鹰优化算法))
- [2. Transformer](#2. Transformer)
- [3. GRU(门控递归单元)](#3. GRU(门控递归单元))
- [4. 综合建模流程](#4. 综合建模流程)
- 总结
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- 二、实验结果
- 三、核心代码
- 四、代码获取
- 五、总结
前言
回归预测|基于北方苍鹰优化NGO-Transformer-GRU组合模型的数据预测Matlab程序多特征输入单输出
一、NGO-Transformer-GRU模型
NGO-Transformer-GRU组合模型的数据预测
NGO-Transformer-GRU 组合模型将北方苍鹰优化算法(NGO)、Transformer架构和门控递归单元(GRU)结合,用于复杂时序数据的预测。以下是详细的原理和流程:
1. NGO(北方苍鹰优化算法)
目的:优化模型参数,提高预测性能。
原理:
- 模拟苍鹰的猎食行为优化模型的超参数。
- 包括种群初始化、适应度评估、选择和更新种群等步骤。
流程:
- 初始化:生成初始种群。
- 评估:计算适应度(如预测误差)。
- 更新:通过猎食行为更新种群。
- 迭代:重复更新直到达到停止条件。
2. Transformer
目的:处理复杂的时序依赖,捕捉长期依赖。
原理:
- 采用自注意力机制对输入序列进行加权求和,捕捉序列中的重要信息。
- 包括多个编码器和解码器层,处理长距离依赖关系。
流程:
- 自注意力计算:计算每个输入位置的注意力权重。
- 加权求和:根据注意力权重加权输入特征。
- 位置编码:添加时间位置信息。
3. GRU(门控递归单元)
目的:处理序列数据的时序特征,捕捉时间依赖。
原理:
- GRU是LSTM的简化版本,具有更新门和重置门来控制信息流动。
- 具有较少的参数,计算效率高。
流程:
- 更新门:决定保留多少先前的信息。
- 重置门:决定舍弃多少先前的信息。
- 候选激活:生成新的候选特征。
- 合成输出:结合旧信息和新信息生成当前输出。
4. 综合建模流程
1. 数据预处理:
- 数据清洗:处理缺失值和异常值。
- 特征提取:提取和标准化输入特征数据。
2. 模型构建:
- Transformer:处理时序特征,生成上下文表示。
- GRU:捕捉序列中的时间依赖关系。
3. 参数优化:
- 使用 NGO 优化 Transformer 和 GRU 的超参数。
4. 模型训练:
- 输入数据:将特征数据输入 Transformer 和 GRU 模型。
- 损失函数:使用均方误差(MSE)等损失函数进行训练。
5. 模型预测:
- 使用训练好的模型对新数据进行预测。
6. 模型评估:
- 评估模型的预测性能,如通过均方误差(MSE)等指标。
总结
NGO-Transformer-GRU 组合模型利用北方苍鹰优化算法优化模型参数,通过 Transformer 处理复杂的时序特征,GRU 处理时间依赖。模型的主要流程包括数据预处理、模型构建、参数优化、训练、预测和评估。
二、实验结果
NGO-Transformer-GRU回归预测结果
三、核心代码
matlab
%% 导入数据
res = xlsread('数据集.xlsx');
%% 数据分析
num_size = 0.7; % 训练集占数据集比例
outdim = 1; % 最后一列为输出
num_samples = size(res, 1); % 样本个数
res = res(randperm(num_samples), :); % 打乱数据集(不希望打乱时,注释该行)
num_train_s = round(num_size * num_samples); % 训练集样本个数
f_ = size(res, 2) - outdim; % 输入特征维度
%% 划分训练集和测试集
P_train = res(1: num_train_s, 1: f_)';
T_train = res(1: num_train_s, f_ + 1: end)';
M = size(P_train, 2);
P_test = res(num_train_s + 1: end, 1: f_)';
T_test = res(num_train_s + 1: end, f_ + 1: end)';
N = size(P_test, 2);
%% 数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input );
t_train = T_train;
t_test = T_test;
四、代码获取
私信即可 99米
五、总结
包括但不限于
优化BP神经网络,深度神经网络DNN,极限学习机ELM,鲁棒极限学习机RELM,核极限学习机KELM,混合核极限学习机HKELM,支持向量机SVR,相关向量机RVM,最小二乘回归PLS,最小二乘支持向量机LSSVM,LightGBM,Xgboost,RBF径向基神经网络,概率神经网络PNN,GRNN,Elman,随机森林RF,卷积神经网络CNN,长短期记忆网络LSTM,BiLSTM,GRU,BiGRU,TCN,BiTCN,CNN-LSTM,TCN-LSTM,BiTCN-BiGRU,LSTM--Attention,VMD--LSTM,PCA--BP等等
用于数据的分类,时序,回归预测。
多特征输入,单输出,多输出