时间序列预测 | Matlab 向量加权优化长短期记忆网络(INFO-LSTM)的时间序列预测(时序)

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❤️ 内容介绍

在当今数据驱动的世界中,时间序列数据预测是一项重要的任务。它在许多领域中都有广泛的应用,如金融市场预测、天气预测以及股票价格预测等。长短时记忆(LSTM)是一种常用的神经网络模型,被广泛应用于时间序列数据预测任务中。然而,传统的LSTM模型在处理长期依赖关系时存在一定的局限性。为了克服这些局限性,本文提出了一种基于向量加权算法优化的长短时记忆INFO-LSTM模型,以提高时间序列数据预测的准确性和稳定性。

首先,让我们回顾一下传统的LSTM模型。LSTM模型是一种递归神经网络,具有记忆单元和门控单元。记忆单元可以存储和访问过去的信息,而门控单元可以控制信息的流动。然而,当序列长度较长时,传统的LSTM模型可能会出现梯度消失或梯度爆炸的问题,导致预测结果不准确。为了解决这个问题,我们引入了向量加权算法。

向量加权算法是一种基于权重的方法,用于调整LSTM模型中的记忆单元和门控单元之间的关系。通过对每个单元的输入和输出进行加权,我们可以调整信息的流动,并提高模型的性能。具体而言,我们使用了一种自适应权重计算方法,根据输入数据的特征和历史信息的重要性来计算权重。这样,我们可以更好地捕捉到时间序列数据中的长期依赖关系,从而提高预测的准确性。

为了验证我们的方法的有效性,我们使用了一个包含大量时间序列数据的数据集进行实验。我们将传统的LSTM模型与我们提出的基于向量加权算法的LSTM模型进行了对比。实验结果表明,我们的方法在时间序列数据预测任务中取得了更好的性能。与传统的LSTM模型相比,我们的模型在准确性和稳定性方面都有所提高。这表明,通过引入向量加权算法,我们可以有效地优化LSTM模型,并提高时间序列数据预测的能力。

此外,我们还进行了前后对比实验,以进一步验证我们的方法的有效性。我们将我们的模型与其他一些常用的时间序列数据预测方法进行了比较,包括ARIMA模型和SARIMA模型。实验结果显示,我们的模型在准确性和稳定性方面均优于这些传统方法。这进一步证实了我们的方法的有效性和优越性。

综上所述,基于向量加权算法优化的长短时记忆INFO-LSTM模型是一种有效的时间序列数据预测方法。通过引入向量加权算法,我们可以更好地捕捉到时间序列数据中的长期依赖关系,从而提高预测的准确性和稳定性。我们的实验证明了这一点,并与传统的时间序列数据预测方法进行了对比,进一步验证了我们方法的有效性。在未来的研究中,我们将继续探索更多的优化方法,以进一步提高时间序列数据预测的能力。

🔥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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1 各类智能优化算法改进及应用

生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化

2 机器学习和深度学习方面

卷积神经网络(CNN)、LSTM、支持向量机(SVM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)、极限学习机(ELM)、核极限学习机(KELM)、BP、RBF、宽度学习、DBN、RF、RBF、DELM、XGBOOST、TCN实现风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

2.图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

3 路径规划方面

旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、车辆协同无人机路径规划、天线线性阵列分布优化、车间布局优化

4 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配
、无人机安全通信轨迹在线优化

5 无线传感器定位及布局方面

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6 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化

7 电力系统方面

微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置

8 元胞自动机方面

交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 火灾扩散

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合、状态估计






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