基于粒子群优化算法优化支持向量机的数据回归预测 PSO-SVM

一、作品详细简介

1.1 附件文件夹程序代码截图

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学行库小秘_CSDN博客​编辑https://blog.csdn.net/weixin_47760707?spm=1000.2115.3001.5343

1.2 各文件夹说明

1.2.1 main.m 主函数文件

该代码实现了使用PSO优化SVR的参数,并在回归问题上进行预测和评估的整个流程。以下是对代码实现步骤的详细解释:

1. 数据导入与预处理

  • 功能 :从Excel文件数据集 .xlsx 中读取数据,存储到矩阵res中。
  • 说明:数据需包含至少103行8列(7个特征+1个目标变量)。

2. 划分训练集和测试集

  • 步骤
    1. 生成1~103的随机排列 (randperm)
    2. 前80个样本为训练集,后23个为测试集
    3. 输入特征(1-7列)转置为行向量(每列一个样本)
    4. 目标变量(第8列)转置为行向量

3. 数据归一化

  • 功能:将数据归一化到[0,1]区间
  • 步骤
    1. 对训练输入P_train 归一化,保存参数ps_input
    2. 用相同参数归一化测试输入P_test
    3. 对训练输出T_train 归一化,保存参数ps_output
    4. 用相同参数归一化测试输出T_test

4. 数据转置

  • 目的:将数据转为每行一个样本的格式(适应SVM训练函数)

5. PSO 参数设置

  • 关键参数
    • c1=1.5:个体学习因子
    • c2=1.7:社会学习因子
    • maxgen=100:最大迭代次数
    • sizepop=10:粒子群规模
    • popcmin/popcmax=[0.1,100]:SVM参数C的范围
    • popgmin/popgmax=[0.1,100]:SVM参数g的范围

6. PSO 优化 SVM 参数

  • 功能 :使用粒子群算法(PSO)优化SVM的惩罚参数C 和核参数g
  • 输出
    • bestc:最优的C值
    • bestg:最优的g值
    • bestacc:最优精度

7. 训练 SVM 模型

  • 参数说明
    • -t 2:使用RBF核函数
    • -s 3:支持向量回归(SVR)
    • -p 0.01:设置不敏感损失函数参数ε

8. 模型预测

  • 输出
    • t_sim1/t_sim2:训练集/测试集的预测值
    • error_1/error_2:预测误差指标

9. 数据反归一化

  • 功能:将预测结果转换回原始数据量纲

10. 计算误差指标

  • 指标说明
    • RMSE:衡量预测值与真实值的偏差
    • :模型拟合优度(越接近1越好)
    • MAE:绝对误差的平均值
    • MBE:系统偏差方向(正/负)

11. 结果可视化

  • 可视化内容
    1. 训练集/测试集预测值与真实值对比曲线
    2. 预测值-真实值散点图(带参考对角线)
    3. 所有图表均标注RMSE值

代码流程总结

  1. 数据准备:导入→随机划分→归一化
  2. 模型优化:使用PSO算法搜索最优SVM参数
  3. 模型训练:用最优参数训练SVR模型
  4. 预测评估:预测→反归一化→计算多维度误差指标
  5. 结果展示:预测对比图 + 散点图 + 数值指标输出

该代码实现了完整的机器学习建模流程,特别通过PSO优化解决了SVR参数选择难题,适用于中小规模回归预测问题。

2 main.m 主函数文件部分代码

1.2.2 数据集文件

数据集为Excel数据csv格式文件,可以方便地直接替换为自己的数据运行程序。原始数据文件包含7列特征列数据和1列输出标签列数据,一共包含103条样本数据,具体如图所示。

二、代码运行结果展示

该代码实现了基于粒子群优化支持向量机的回归预测模型。

首先,从Excel导入数据集并随机划分为80个训练样本和23个测试样本,对特征和目标变量进行归一化处理;

其次,利用粒子群算法(PSO)优化支持向量机(SVM)的惩罚参数C和核参数g,使用最优参数训练SVM回归模型;

最后,在训练集和测试集上进行预测,通过反归一化得到最终结果,计算RMSE、R²、MAE等评估指标,并绘制预测对比曲线和散点图进行可视化分析。

三、注意事项 :

1.程序运行软件推荐Matlab 2018B版本及以上;

2.所有程序都经过验证,保证程序可以运行。此外程序包含简要注释,便于理解。

3.如果不会运行,可以帮忙远程运行原始程序以及讲解和其它售后,该服务需另行付费。

  1. 代码包含详细的文件说明,以及对每个程序文件的功能注释,说明详细清楚。

5.Excel数据,可直接修改数据,替换数据后直接运行即可。