代码原理及流程
1. 最小二乘支持向量机简介
惩罚系数C:控制模型的训练误差和复杂度之间的平衡。
核参数γ:对于RBF核,控制数据在高维空间中的映射。
2. 最小二乘支持向量机的不足
虽然ELM具有快速训练优势,但其准确性和稳定性对隐藏层的参数十分敏感:
参数敏感性:LSSVM的性能对惩罚系数C和核参数γ的选择非常敏感。
初始参数选择:随机初始化可能导致模型陷入局部最优解。
计算复杂度:在大规模数据集上,计算时间和内存需求较高。
3. 多种智能优化算法
利用智能优化算法来优化LSSVM的参数,可以有效提高模型的性能。常用的优化算法包括:
(1)灰狼优化器(Grey Wolf Optimizer ,GWO)
(2)蜜獾优化算法(Honey Badger Algorithm,HBA)
(3)改进的AO算法(IAO)
(4)基于领导者优化的哈里斯鹰优化算法(LHHO)
(5)飞蛾扑火优化算法(Moth-flame optimization algorithm,MFO)
(6)海洋掠食者算法(Marine Predators Algorithm,MPA)
(7)北苍鹰优化算法(NGO)
(8)鱼鹰优化算法(Osprey optimization algorithm,OOA)
(9)鲸鱼优化算法(The Whale Optimization Algorithm ,WOA)
(10)斑马优化算法(Zebra Optimization Algorithm,ZOA)
4. 优化LSSVM的过程
参数表示与编码:将LSSVM的惩罚系数C和核参数γ表示为优化算法中的个体或粒子。
适应度函数定义:使用LSSVM在验证集上的预测误差(如均方误差MSE)作为优化算法的适应度函数,目标是最小化该误差。
初始化种群:生成初始种群,每个个体代表一组C和γ参数。
5. 应用效果
提高预测精度:通过优化参数,可以显著降低预测误差,提高模型的预测精度。
加速收敛:智能优化算法能够快速找到最佳参数组合,减少模型训练时间。
增强泛化能力:优化后的模型对新的、未知的数据有更好的泛化效果,降低了过拟合的风险。
总结
部分代码
%% 清空环境变量
warning off % 关闭报警信息
close all % 关闭开启的图窗
clear % 清空变量
clc % 清空命令行
%% 添加路径
addpath(genpath(pwd));%将算法文件夹添加到路径中
%% 导入数据
res = xlsread('回归数据集.xlsx');
%% 数据分析
num_size = 0.7; % 训练集占数据集比例
outdim = 1; % 最后一列为输出
num_samples = size(res, 1); % 样本个数
res = res(randperm(num_samples), :); % 打乱数据集(不希望打乱时,注释该行)
num_train_s = round(num_size * num_samples); % 训练集样本个数
f_ = size(res, 2) - outdim; % 输入特征维度
%% 划分训练集和测试集
P_train = res(1: num_train_s, 1: f_)';
T_train = res(1: num_train_s, f_ + 1: end)';
M = size(P_train, 2);
P_test = res(num_train_s + 1: end, 1: f_)';
T_test = res(num_train_s + 1: end, f_ + 1: end)';
N = size(P_test, 2);
%% 数据归一化
[p_train, ps_input] = mapminmax(P_train, 0, 1);
p_test = mapminmax('apply', P_test, ps_input);
[t_train, ps_output] = mapminmax(T_train, 0, 1);
t_test = mapminmax('apply', T_test, ps_output);
%% 转置以适应模型
p_train = p_train'; p_test = p_test';
t_train = t_train'; t_test = t_test';