多元回归预测 | Matlab粒子群优化算法优化正则化极限学习机(PSO-RELM)回归预测

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? 内容介绍

随着能源需求的不断增长和对可再生能源的关注度日益提高,风电作为一种清洁、可再生的能源形式,受到了广泛的关注和应用。然而,风电的波动性和不稳定性给其预测和管理带来了一定的挑战。因此,开发一种准确可靠的风电回归预测模型对于提高风电的可预测性和可管理性至关重要。

在过去的几十年里,人工智能和机器学习技术在各个领域取得了巨大的突破和应用。其中,极限学习机(ELM)作为一种新兴的机器学习方法,以其快速训练和良好的泛化性能而备受关注。ELM通过随机生成输入层到隐藏层之间的连接权重和偏置项,从而将非线性问题转化为线性问题。然而,传统的ELM模型仍然存在一些问题,例如对初始权重和偏置的依赖性和对隐藏层节点数的选择困难等。

为了克服传统ELM模型的不足,研究者们提出了一种基于粒子群算法(PSO)优化的核极限学习机(PSO-KELM)。PSO是一种模拟鸟群觅食行为的优化算法,通过不断调整粒子的速度和位置,寻找最优解。PSO-KELM通过引入核函数对输入数据进行非线性映射,并利用PSO算法优化ELM的权重和偏置项,从而提高了模型的预测性能和泛化能力。

PSO-KELM模型的实现过程如下:首先,利用核函数将输入数据映射到高维特征空间;然后,利用PSO算法优化ELM的权重和偏置项;最后,利用优化后的ELM模型进行风电回归预测。相比传统的ELM模型,PSO-KELM模型能够更好地捕捉输入数据的非线性特征,从而提高了模型的预测准确性和泛化能力。

为了验证PSO-KELM模型的性能,我们使用了真实的风电数据集进行实验。实验结果表明,PSO-KELM模型相比传统的ELM模型在风电回归预测中具有更好的性能。通过优化ELM的权重和偏置项,PSO-KELM能够更准确地预测风电的发电量,并且具有更好的泛化能力。

综上所述,基于粒子群算法优化的核极限学习机(PSO-KELM)是一种有效的风电回归预测模型。通过引入核函数和PSO算法,PSO-KELM能够更好地捕捉输入数据的非线性特征,并提高模型的预测准确性和泛化能力。未来,我们可以进一步研究和改进PSO-KELM模型,以适应更多复杂的风电预测问题,并推动风电领域的发展和应用。

? 核心代码

% This function initialize the first population of search agentsfunction Positions = initialization(SearchAgents_no, dim, ub, lb)Boundary_no= size(ub, 2); % numnber of boundaries% If the boundaries of all variables are equal and user enter a signle% number for both ub and lbif Boundary_no==1    Positions = rand(SearchAgents_no, dim).*(ub-lb)+lb;end% If each variable has a different lb and ubif Boundary_no > 1    for i=1:dim        ub_i = ub(i);        lb_i = lb(i);        Positions(:, i) = rand(SearchAgents_no, 1).*(ub_i-lb_i)+lb_i;    endend

? 运行结果

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? 参考文献

[1] 杨超,刘军.结合预分类的备件需求预测与订货批量计算[J].物流技术, 2009(9):4.DOI:CNKI:SUN:WLJS.0.2009-09-022.

[2] 吴玉鸣,徐建华.中国粮食生产的多元回归与神经网络预测比较[J].华东师范大学学报:自然科学版, 2003(4):7.DOI:10.3969/j.issn.1000-5641.2003.04.013.

[3] 严昌荣,申慧娟,何文清,等.基于多元回归方法的土壤水分预测模型研究[J].湖北民族学院学报:自然科学版, 2008, 26(3):5.DOI:CNKI:SUN:HBXZ.0.2008-03-000.

[4] 王秀杰,练继建,费守明,等.基于小波消噪的混沌多元回归日径流预测模型[J].系统仿真学报, 2007, 19(15):4.DOI:10.3969/j.issn.1004-731X.2007.15.058.

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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

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化

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

9 雷达方面

卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合
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