198种组合算法+优化BiLSTM神经网络+SHAP分析+新数据预测+多输出!深度学习可解释分析,强烈安利,粉丝必备!

198种组合算法+优化LSTM神经网络+SHAP分析+新数据预测+多输出!深度学习可解释分析,强烈安利,粉丝必备!











🧠 主要功能

  1. 多输出回归预测:使用BiLSTM网络对多变量回归数据进行预测(2个输出变量)
  2. 智能超参数优化:使用SSA算法优化BiLSTM的隐藏层神经元数量和初始学习率
  3. 对比分析:比较优化前后BiLSTM模型的预测精度(RMSE、R²、MAE)
  4. 可解释性分析:计算SHAP值分析特征重要性
  5. 新数据预测:训练完成后可对新数据进行预测

🔗 逻辑关联流程

复制代码
数据导入 → 归一化 → 划分训练/测试集 → SSA优化BiLSTM超参数 → 训练优化后BiLSTM → 
预测结果 → 与未优化BiLSTM对比 → 指标计算与可视化 → SHAP分析 → 新数据预测

⚙️ 算法步骤详解

1. 数据预处理

  • 从Excel读取5个输入特征,2个输出目标
  • 使用mapminmax归一化到[0,1]区间
  • 可选择是否打乱样本顺序(80%训练,20%测试)

2. 智能优化阶段

  • 优化算法:SSA
  • 优化变量
    • 隐藏层神经元数量:2-20(整数)
    • 初始学习率:0.001-0.1
  • 目标函数:BiLSTM在验证集上的RMSE误差
  • 混沌映射:支持9种混沌映射初始化(默认tent映射)

3. BiLSTM模型构建

matlab 复制代码
序列输入层 → BiLSTM层(优化后神经元数) → ReLU激活层 → 全连接层 → 回归层

4. 训练配置

  • 优化器:Adam
  • 最大轮次:500
  • 学习率调度:分段下降(200轮后×0.1)
  • 执行环境:CPU(注释说明CPU更快)

5. 评估与对比

  • 对比模型:相同数据下的未优化BiLSTM
  • 评估指标:RMSE、R²、MAE
  • 可视化
    • 迭代曲线
    • 雷达图对比
    • 预测值对比曲线
    • 误差百分比图
    • 回归拟合图

6. 可解释性分析

  • 计算SHAP值分析各输入特征对输出的贡献度

7. 应用阶段

  • 加载新数据并进行预测
  • 结果保存到Excel

🛠 关键技术路线

  1. 智能优化+BiLSTM:优化神经网络超参数
  2. 多输出回归:单模型同时预测多个目标变量
  3. 混沌理论:使用混沌映射提升优化算法多样性
  4. 模型可解释性:SHAP值分析特征重要性
  5. 全面可视化:多种图形化结果展示

重要参数设定

参数 设置值 说明
种群大小 10 SSA算法种群数量
最大迭代 10 优化迭代次数
隐藏层范围 2-64 BiLSTM神经元数量范围
学习率范围 0.01-0.1 初始学习率范围
训练轮次 500 BiLSTM最大训练轮次
训练比例 80% 训练集占比
混沌映射 Tent映射 种群初始化方法

💻 运行环境要求

  • 软件:MATLAB2020(需要深度学习工具箱)
  • 依赖工具箱
    • OA_ToolBox\ - 智能优化算法工具箱
    • spider_plot\ - 雷达图绘制工具箱
  • 数据文件
    • 回归数据.xlsx - 训练数据
    • 新的多输入.xlsx - 预测数据

📊 输出结果

  1. 数值结果:优化前后各项指标对比表格
  2. 图形结果:迭代曲线、雷达图、预测对比图、误差分析图等
  3. 模型文件:训练好的BiLSTM网络
  4. 预测结果:新数据的预测值保存为Excel文件

完整代码私信198种组合算法+优化BiLSTM神经网络+SHAP分析+新数据预测+多输出!深度学习可解释分析,强烈安利,粉丝必备!

9种映射方法,种群初始值选择,改进智能算法

label=1 对应 tent 映射

label=2 对应 chebyshev 映射

label=3 对应 singer 映射

label=4 对应 logistic 映射

label=5 对应 sine 映射

label=6 对应 circle 映射

label=7 对应 立方映射

label=8 对应 Hénon 映射

label=9 对应广义Logistic映射

智能算法包括:

1、PSO 粒子群

2、SSA 麻雀

3、ZOA 斑马

4、WOA 鲸鱼群

5、WSO 白鲨

6、GWO 灰狼

7、GA 遗传算法

8、C_PSO 横向交叉粒子群

9、COA 小龙虾

10、DA 蜻蜓

11、IGWO 改进灰狼

12、SMA 黏菌

13、RIME 雾凇/霜冰

14、NRBO 牛顿-拉夫逊优化算法

15、CPO 冠豪猪

16、DBO 蜣螂

17、E-WOA 改进鲸鱼群

18、FSA 火焰鸟

19、GEO 金鹰

20、GoldSA 黄金正弦

21、LVY 常青藤

22、KOA 开普勒

目前有9*22=198种智能算法组合

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