基于CNN-GRU-Attention的时间序列回归预测matlab仿真

简介: 基于CNN-GRU-Attention的时间序列回归预测matlab仿真

1.算法运行效果图预览

1.jpeg
2.jpeg
3.jpeg
4.jpeg

2.算法运行软件版本
matlab2022a

3.算法理论概述
CNN-GRU-Attention模型结合了卷积神经网络(CNN)、门控循环单元(GRU)和注意力机制(Attention)来进行时间序列数据的回归预测。CNN用于提取时间序列的局部特征,GRU用于捕获时间序列的长期依赖关系,而注意力机制则用于在预测时强调重要的时间步。

3.1 CNN(卷积神经网络)部分
在时间序列回归任务中,CNN用于捕获局部特征和模式:

42245228d5de659c70a0cf65f912717f_82780907_202403031212460183654689_Expires=1709439766&Signature=JEXxdBk7OhSoQzhHOob2cFzdpXY%3D&domain=8.png

3.2 GRU(门控循环单元)部分
GRU用于捕捉时间序列的长期依赖关系:

f693a06c46bccf44cf08790ff11ff500_82780907_202403031211380979786339_Expires=1709439699&Signature=EwWGVxGElI9eS4vgyladszCcj9M%3D&domain=8.png

3.3 Attention机制部分

a2af84263db45e73d746399e3bf8102e_82780907_202403031210190429580648_Expires=1709439619&Signature=yqNUJSkPoBHY7ebad1QWMzirDOI%3D&domain=8.png

最后,通过反向传播算法调整所有参数以最小化预测误差,并在整个训练集上迭代优化模型。

4.部分核心程序

layers = func_model(Dim);

%设置
%迭代次数
%学习率为0.001
options = trainingOptions('adam', ...       
    'MaxEpochs', 1500, ...                 
    'InitialLearnRate', 1e-4, ...          
    'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...  
    'LearnRateDropFactor', 0.1, ...        
    'LearnRateDropPeriod', 1000, ...        
    'Shuffle', 'every-epoch', ...          
    'Plots', 'training-progress', ...     
    'Verbose', false);

%训练
Net = trainNetwork(Nsp_train2, NTsp_train, layers, options);

figure
subplot(211);
plot(1: Num1, Tat_train,'-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on
plot(1: Num1, T_sim1,'g',...
    'LineWidth',2,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);

legend('真实值', '预测值')
xlabel('预测样本')
ylabel('预测结果')
grid on

subplot(212);
plot(1: Num1, Tat_train-T_sim1','-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
legend('真实值', '预测值')
xlabel('预测样本')
ylabel('预测误差')
grid on
ylim([-50,50]);
figure
subplot(211);
plot(1: Num2, Tat_test,'-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
hold on
plot(1: Num2, T_sim2,'g',...
    'LineWidth',2,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.9,0.0]);
legend('真实值', '预测值')
xlabel('测试样本')
ylabel('测试结果')
grid on
subplot(212);
plot(1: Num2, Tat_test-T_sim2','-bs',...
    'LineWidth',1,...
    'MarkerSize',6,...
    'MarkerEdgeColor','k',...
    'MarkerFaceColor',[0.9,0.0,0.0]);
legend('真实值', '预测值')
xlabel('预测样本')
ylabel('预测误差')
grid on
ylim([-50,50]);
相关文章
|
1天前
|
机器学习/深度学习 算法
m基于GA-GRU遗传优化门控循环单元网络的电力负荷数据预测算法matlab仿真
在MATLAB 2022a中,一个基于遗传算法优化的GRU网络展示显著优化效果。优化前后的电力负荷预测图表显示了改进的预测准确性和效率。GRU,作为RNN的一种形式,解决了长期依赖问题,而遗传算法用于优化其超参数,如学习率和隐藏层单元数。核心MATLAB程序执行超过30分钟,通过迭代和适应度评估寻找最佳超参数,最终构建优化的GRU模型进行负荷预测,结果显示预测误差和模型性能的提升。
13 4
|
1天前
|
机器学习/深度学习 算法 数据可视化
基于BP神经网络的16QAM解调算法matlab性能仿真
这是一个关于使用MATLAB2022a实现的16QAM解调算法的摘要。该算法基于BP神经网络,利用其非线性映射和学习能力从复数信号中估计16QAM符号,具有良好的抗噪性能。算法包括训练和测试两个阶段,通过反向传播调整网络参数以减小输出误差。核心程序涉及数据加载、可视化以及神经网络训练,评估指标为误码率(BER)和符号错误率(SER)。代码中还包含了星座图的绘制和训练曲线的展示。
|
3天前
|
机器学习/深度学习 算法
基于BP神经网络的QPSK解调算法matlab性能仿真
该文介绍了使用MATLAB2022a实现的QPSK信号BP神经网络解调算法。QPSK调制信号在复杂信道环境下受到干扰,BP网络能适应性地补偿失真,降低误码率。核心程序涉及数据分割、网络训练及性能评估,最终通过星座图和误码率曲线展示结果。
|
4天前
|
机器学习/深度学习 算法 计算机视觉
基于yolov2深度学习网络模型的鱼眼镜头中人员检测算法matlab仿真
该内容是一个关于基于YOLOv2的鱼眼镜头人员检测算法的介绍。展示了算法运行的三张效果图,使用的是matlab2022a软件。YOLOv2模型结合鱼眼镜头畸变校正技术,对鱼眼图像中的人员进行准确检测。算法流程包括图像预处理、网络前向传播、边界框预测与分类及后处理。核心程序段加载预训练的YOLOv2检测器,遍历并处理图像,检测到的目标用矩形标注显示。
|
8天前
|
算法
m基于BP译码算法的LDPC编译码matlab误码率仿真,对比不同的码长
MATLAB 2022a仿真实现了LDPC码的性能分析,展示了不同码长对纠错能力的影响。短码长LDPC码收敛快但纠错能力有限,长码长则提供更强纠错能力但易陷入局部最优。核心代码通过循环进行误码率仿真,根据EsN0计算误比特率,并保存不同码长(12-768)的结果数据。
29 9
m基于BP译码算法的LDPC编译码matlab误码率仿真,对比不同的码长
|
11天前
|
数据安全/隐私保护
地震波功率谱密度函数、功率谱密度曲线,反应谱转功率谱,matlab代码
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
|
11天前
|
数据安全/隐私保护
耐震时程曲线,matlab代码,自定义反应谱与地震波,优化源代码,地震波耐震时程曲线
地震波格式转换、时程转换、峰值调整、规范反应谱、计算反应谱、计算持时、生成人工波、时频域转换、数据滤波、基线校正、Arias截波、傅里叶变换、耐震时程曲线、脉冲波合成与提取、三联反应谱、地震动参数、延性反应谱、地震波缩尺、功率谱密度
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
基于混合整数规划的微网储能电池容量规划(matlab代码)
|
11天前
|
算法 调度
面向配电网韧性提升的移动储能预布局与动态调度策略(matlab代码)
面向配电网韧性提升的移动储能预布局与动态调度策略(matlab代码)
|
11天前
|
算法 调度
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)
含多微网租赁共享储能的配电网博弈优化调度(含matlab代码)

热门文章

最新文章