多元回归预测 | Matlab 黏菌优化算法优化深度极限学习机(SMA-DELM)回归预测

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? 内容介绍

在当今信息时代,数据的价值变得愈发重要。随着科技的不断进步和数据的快速增长,人们对于数据的分析和预测需求也越来越高。深度学习作为一种强大的机器学习方法,已经在许多领域取得了显著的成果。然而,深度学习模型的训练和调优过程仍然面临一些挑战,例如需要大量的训练数据和计算资源,以及容易陷入过拟合等问题。

为了克服这些挑战,研究人员提出了许多改进的深度学习算法。其中一种被广泛应用的算法是极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)。ELM作为一种单隐藏层前馈神经网络,具有训练速度快、泛化能力强等优点。然而,传统的ELM算法在处理大规模数据集和高维特征时存在一些问题,如训练时间较长、模型性能不稳定等。

为了解决这些问题,本文提出了一种基于黏菌算法改进的深度学习极限学习机(SMA-DELM)方法。黏菌算法是一种模拟生物黏菌的优化算法,具有全局搜索和局部优化能力。通过将黏菌算法应用于ELM模型中,我们可以有效地提高模型的性能和稳定性。

SMA-DELM方法的核心思想是通过黏菌算法来优化ELM模型的隐藏层参数和输出权重。首先,我们使用黏菌算法来搜索隐藏层的最优参数。黏菌算法通过模拟黏菌在搜索食物过程中释放黏液的行为来实现全局搜索。然后,我们使用优化后的隐藏层参数来训练ELM模型的输出权重。通过这种方式,我们可以同时优化隐藏层和输出层,从而提高模型的预测性能。

为了验证SMA-DELM方法的有效性,我们在几个常见的数据回归预测问题上进行了实验。实验结果表明,与传统的ELM算法相比,SMA-DELM方法在模型的预测性能和稳定性方面都取得了显著的改进。特别是在处理大规模数据集和高维特征时,SMA-DELM方法能够更快地收敛并取得更好的预测结果。

综上所述,基于黏菌算法改进的深度学习极限学习机(SMA-DELM)方法是一种有效的数据回归预测方法。通过引入黏菌算法进行全局搜索和局部优化,我们可以提高模型的性能和稳定性。未来的研究可以进一步探索SMA-DELM方法在其他机器学习任务中的应用,以及进一步优化算法的性能和效率。

? 核心代码

function X = pinv(A,tol)%PINV   Pseudoinverse.%   X = PINV(A) produces a matrix X of the same dimensions%   as A' so that A*X*A = A, X*A*X = X and A*X and X*A%   are Hermitian. The computation is based on SVD(A) and any%   singular values less than a tolerance are treated as zero.%%   PINV(A,TOL) treats all singular values of A that are less than TOL as%   zero. By default, TOL = max(size(A)) * eps(norm(A)).%%   Class support for input A: %      float: double, single%%   See also RANK. %   Copyright 1984-2015 The MathWorks, Inc. A(isnan(A)) = 0;A(isinf(A)) = 0;[U,S,V] = svd(A,'econ');s = diag(S);if nargin < 2     tol = max(size(A)) * eps(norm(s,inf));endr1 = sum(s > tol)+1;V(:,r1:end) = [];U(:,r1:end) = [];s(r1:end) = [];s = 1./s(:);X = (V.*s.')*U';

? 运行结果

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? 参考文献

[1] 范媛媛,孟迪飞,桑英军,等.基于改进的黏菌算法优化Elman神经网络的电梯故障预测方法.CN202211341256.X[2023-08-25].

[2] 徐冬梅,夏王萍,王文川.基于黏菌算法优化VMD-CNN-GRU模型的年径流预测[J].南水北调与水利科技(中英文), 2022, 20(3):11.

[3] 周孟然,凌胜,来文豪,等.基于黏菌优化极限学习机的煤矸石多光谱识别[J].[2023-08-25].

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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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