时间序列预测 | Matlab 金枪鱼优化长短期记忆网络(TSO-LSTM)的时间序列预测（时序）

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❤️ 内容介绍

在当今信息时代，时间序列数据的预测和分析已成为许多领域的重要任务。长短时记忆（LSTM）神经网络是一种经典的深度学习模型，被广泛应用于时间序列数据的预测。然而，LSTM模型在应对长期依赖性问题时仍存在一些挑战。为了克服这些挑战，研究人员提出了许多改进的LSTM变体。本文将介绍一种基于金枪鱼算法优化的长短时记忆TSO-LSTM模型，并通过前后对比实验证明其在时序时间序列数据预测中的有效性。

首先，让我们了解一下LSTM模型的基本原理。LSTM是一种递归神经网络，具有记忆单元和门控机制。它通过门控单元来控制信息的流动，以便更好地捕捉时间序列数据中的长期依赖性。然而，传统的LSTM模型在处理长期依赖性时可能会出现梯度消失或梯度爆炸的问题，导致模型性能下降。为了解决这个问题，研究人员提出了一种改进的LSTM模型，即TSO-LSTM。

TSO-LSTM模型通过引入金枪鱼算法来优化LSTM模型的参数。金枪鱼算法是一种基于自然界金枪鱼的迁徙行为的优化算法，具有全局搜索和局部搜索的能力。通过将金枪鱼算法应用于LSTM模型的训练过程中，可以更好地优化模型的参数，提高其在时序时间序列数据预测中的准确性。

为了验证TSO-LSTM模型的有效性，我们使用了一个真实的时间序列数据集进行实验。首先，我们将数据集分为训练集和测试集，其中训练集用于模型的训练和参数优化，测试集用于评估模型的预测能力。然后，我们分别使用传统的LSTM模型和TSO-LSTM模型对测试集进行预测，并计算它们的预测误差。

实验结果表明，相比传统的LSTM模型，TSO-LSTM模型在时序时间序列数据的预测中表现出更好的性能。具体而言，TSO-LSTM模型在预测误差方面具有更小的均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE），表明其预测结果更接近真实值。此外，TSO-LSTM模型还能够更好地捕捉时间序列数据中的长期依赖性，提高了预测的准确性和稳定性。

综上所述，基于金枪鱼算法优化的长短时记忆TSO-LSTM模型是一种有效的时序时间序列数据预测方法。通过引入金枪鱼算法优化LSTM模型的参数，TSO-LSTM模型能够更好地捕捉时间序列数据中的长期依赖性，提高预测的准确性和稳定性。未来的研究可以进一步探索其他优化算法在LSTM模型中的应用，以提高时序时间序列数据的预测能力。

🔥核心代码

function huatu(fitness,process,type)figureplot(fitness)grid ontitle([type,'的适应度曲线'])xlabel('迭代次数/次')ylabel('适应度值/MSE')figuresubplot(2,2,1)plot(process(:,1))grid onxlabel('迭代次数/次')ylabel('L1/个')subplot(2,2,2)plot(process(:,2))grid onxlabel('迭代次数/次')ylabel('L2/个')subplot(2,2,3)plot(process(:,3))grid onxlabel('迭代次数/次')ylabel('K/次')subplot(2,2,4)plot(process(:,4))grid onxlabel('迭代次数/次')ylabel('lr')subtitle([type,'的超参数随迭代次数的变化'])

❤️ 运行结果

⛄ 参考文献

[1] 彭璐.基于长短时记忆网络的时间序列预测与应用研究[J].[2023-09-03].

[2] 张澈,翁存兴,徐龙,等.基于LSTM-GA模型的时间序列风能数据预测方法:CN202210766632.3[P].CN202210766632.3[2023-09-03].

[3] 李明明,雷菊阳,赵从健.基于LSTM-BP组合模型的短时交通流预测[J].计算机系统应用, 2019, 28(10):5.DOI:CNKI:SUN:XTYY.0.2019-10-021.

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