十种智能优化算法优化RBF神经网络多输入单输出回归MATLAB完整代码和数据
MATLAB代码实现了一个基于多种智能优化算法优化RBF神经网络的回归预测模型,其核心是通过智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数(spread),以提升预测精度。
1.主要功能
多算法优化RBF网络:使用多种智能优化算法优化RBF神经网络的核心参数spread。
回归预测:对输入特征进行回归预测,适用于连续值输出问题。
性能对比:对比不同优化算法在训练集和测试集上的预测性能,绘制适应度曲线、预测对比图、误差指标柱状图等。
2.算法步骤
数据准备:导入数据,随机打乱,划分训练集和测试集(默认7:3)。
数据归一化:使用mapminmax将输入和输出归一化到[0,1]区间。
标准RBF建模:使用固定spread=100建立基准RBF模型。
智能优化循环:
调用优化算法(从指定文件夹中读取算法文件)优化spread参数。
使用优化后的spread重新训练RBF网络。
评估预测结果,保存性能指标。
结果可视化:
绘制适应度曲线、训练集/测试集预测对比图。
绘制误差指标(MAE、RMSE、MAPE、MBE)柱状图。
十种智能优化算法分别是:
GWO:灰狼算法
HBA:蜜獾算法
IAO:改进天鹰优化算法,改进①:Tent混沌映射种群初始化,改进②:自适应权重
MFO:飞蛾扑火算法
MPA:海洋捕食者算法
NGO:北方苍鹰算法
OOA:鱼鹰优化算法
RTH:红尾鹰算法
WOA:鲸鱼算法
ZOA:斑马算法
Matlab实现PSO-RF粒子群算法优化随机森林多变量回归预测完整代码和数据
Matlab实现PSO-RF粒子群算法优化随机森林多变量回归预测完整代码和数据
1.Matlab实现PSO-RF粒子群算法优化随机森林多变量回归预测;
2.输入5个特征,输出1个,即多输入单输出;
3.运行环境Matlab2018及以上,运行主程序main即可,其余为函数文件无需运行,所有程序放在一个文件夹,data为数据集;
4.粒子群优化随机森林树数目、最大深度,命令窗口输出MAE、R2、MBE等评价指标;
GS-RF网格搜索优化随机森林回归+SHAP分析+交叉验证+特征依赖图,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
实现基于随机森林回归模型(Random Forest Regression) 的预测建模与参数优化流程,包括:
数据预处理与划分
网格搜索+交叉验证 优化模型参数
模型训练与评估
SHAP值分析 解释特征重要性
多维度可视化(参数搜索、误差曲线、拟合图、特征重要性等)
二、算法步骤
数据准备
读取Excel数据
随机打乱数据
划分训练集/测试集(7:3)
数据归一化(mapminmax)
参数优化(网格搜索 + 5折交叉验证)
遍历 trees = 1:30
遍历 leaf = 1:10
计算每个参数组合的平均交叉验证MSE
模型训练
使用最优参数训练随机森林模型
计算袋外误差(OOB Error)
计算特征重要性
预测与评估
训练集/测试集预测
反归一化还原结果
计算多个评估指标
SHAP分析
计算SHAP值解释特征贡献
可视化SHAP摘要图与特征依赖图
可视化输出
参数搜索3D图
误差曲线、拟合图、误差直方图
特征重要性条形图
线性拟合散点图
三、运行环境
平台:MATLAB R2018b 或更高版本
必要工具箱:
Statistics and Machine Learning Toolbox
可能需要 SHAP 自定义函数支持
数据格式:Excel文件(.xlsx),最后一列为输出变量
SSA-TCN回归+SHAP分析+新数据预测+多输出,MATLAB完整代码和数据
SSA麻雀搜索算法优化TCN时间卷积神经网络+SHAP分析+新数据预测+多输出!深度学习可解释分析,MATLAB代码!主要功能如下:
1.主要功能
多输出回归预测:使用TCN时间卷积神经网络对多变量回归数据进行预测(2个输出变量)
智能超参数优化:使用SSA算法优化TCN的卷积核数量、大小、丢弃率和TCN层数
对比分析:比较优化前后TCN模型的预测精度(RMSE、R²、MAE)
可解释性分析:计算SHAP值分析特征重要性
新数据预测:训练完成后可对新数据进行预测
逻辑关联流程
数据导入 → 归一化 → 划分训练/测试集 → 优化TCN超参数 → 训练优化后TCN → 预测结果 → 与未优化TCN对比 → 指标计算与可视化 → SHAP分析 → 新数据预测
2.算法步骤详解
数据预处理
从Excel读取5个输入特征,2个输出目标
使用mapminmax归一化到[0,1]区间
可选择是否打乱样本顺序(80%训练,20%测试)
智能优化阶段
优化算法:SSA(麻雀优化算法)
优化变量:TCN的卷积核数量、大小、丢弃率和TCN层数
目标函数:验证集上的RMSE误差
混沌映射:支持9种混沌映射初始化(默认tent映射)
TCN模型构建
训练配置
评估与对比
对比模型:相同数据下的未优化TCN
评估指标:RMSE、R²、MAE
可视化:
迭代曲线
雷达图对比
预测值对比曲线
误差百分比图
回归拟合图
可解释性分析
计算SHAP值分析各输入特征对输出的贡献度
应用阶段
加载新数据并进行预测
结果保存到Excel
3.运行环境要求
软件:MATLAB2020b(需要深度学习工具箱)
数据文件:
回归数据.xlsx
五种智能优化算法优化BP神经网络多输入多输出回归预测对比(GWO、SAO、PSO、GA、DBO五种算法)MATLAB完整代码和数据
五种智能优化算法优化BP神经网络多输入多输出回归预测对比(GWO、SAO、PSO、GA、DBO五种算法)MATLAB完整代码和数据
MATLAB 代码实现了一个多算法优化BP神经网络的回归预测模型,主要功能是对多输出数据集进行预测,并比较不同优化算法的性能。
1.主要功能
多算法优化BP神经网络:使用GWO、SAO、PSO、GA、DBO五种优化算法分别优化BP网络的权重和阈值
多输出回归预测:支持多个输出变量的预测任务
性能比较:全面比较不同算法在训练集和测试集上的预测性能
2.核心特点
模块化设计:通过循环结构统一处理不同算法
全面评估:使用4种评估指标从不同角度衡量预测性能
丰富可视化:提供多种图形对比不同算法的表现
参数灵活性:可调整网络结构、训练参数和优化算法参数
PSO-BiLSTM回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab完整代码和数据
经典粒子群优化算法PSO-BiLSTM回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab代码实现,主要用于多输入多输出的回归预测任务。以下是详细分析:
主要功能
• 智能优化BiLSTM超参数:使用PSO算法优化BiLSTM的隐藏层神经元数和初始学习率
• 多输出回归预测:支持多个输出变量的同时预测
• 模型性能对比:比较优化前后BiLSTM模型的预测精度
• 可视化分析:提供丰富的图表展示预测结果和性能指标
• 特征重要性分析:计算SHAP值分析特征贡献度
算法步骤
数据预处理 → 2. PSO超参数优化 → 3. BiLSTM模型训练 →
预测与反归一化 → 5. 性能评估 → 6. 可视化展示
技术路线
核心算法组合:
• PSO(粒子群优化):超参数寻优
• BiLSTM(双向长短期记忆网络):序列数据建模
• 混沌映射:PSO初始化增强(Tent、Chebyshev等9种映射)
数据处理:
• Min-Max归一化(0-1范围)
• 训练集/测试集划分(80%/20%)
• 数据打乱选项
PSO-GRU回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab完整代码和数据
经典粒子群优化算法PSO-GRU回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab代码实现,主要用于多输入多输出的回归预测任务。以下是详细分析:
主要功能
• 智能优化GRU超参数:使用PSO算法优化GRU的隐藏层神经元数和初始学习率
• 多输出回归预测:支持多个输出变量的同时预测
• 模型性能对比:比较优化前后GRU模型的预测精度
• 可视化分析:提供丰富的图表展示预测结果和性能指标
• 特征重要性分析:计算SHAP值分析特征贡献度
算法步骤
数据预处理 → 2. PSO超参数优化 → 3. GRU模型训练 →
预测与反归一化 → 5. 性能评估 → 6. 可视化展示
技术路线
核心算法组合:
• PSO(粒子群优化):超参数寻优
• GRU(门控循环单元):序列数据建模
• 混沌映射:PSO初始化增强(Tent、Chebyshev等9种映射)
数据处理:
• Min-Max归一化(0-1范围)
• 训练集/测试集划分(80%/20%)
• 数据打乱选项
PSO-XGBoost回归预测+特征贡献SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
基于MATLAB的XGBoost回归预测+SHAP分析+新数据预测,主要功能包括:
• 智能优化XGBoost超参数:使用PSO算法优化树的数量和最大深度
• 模型性能对比:比较优化前后XGBoost的性能差异
• 特征重要性分析:通过SHAP值解释模型预测
• 多维度可视化:提供雷达图、拟合图、误差分析等丰富图表
• 新数据预测:支持对新输入数据进行预测
PSO优化:
使用PSO算法寻找最优参数组合。粒子群算法(PSO)属于群智能算法的一种,是通过模拟鸟群捕食行为设计的。
软件要求:
• MATLAB2020B(主要运行环境)
PSO-LSTM回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab完整代码和数据
经典粒子群优化算法PSO-LSTM回归+SHAP分析+多输出+新数据预测!Matlab代码实现,主要用于多输入多输出的回归预测任务。以下是详细分析:
1.主要功能
智能优化LSTM超参数:使用PSO算法优化LSTM的隐藏层神经元数和初始学习率
多输出回归预测:支持多个输出变量的同时预测
模型性能对比:比较优化前后LSTM模型的预测精度
可视化分析:提供丰富的图表展示预测结果和性能指标
特征重要性分析:计算SHAP值分析特征贡献度
2.核心算法组合:
PSO(粒子群优化):超参数寻优
LSTM(长短期记忆网络):序列数据建模
混沌映射:PSO初始化增强(Tent、Chebyshev等9种映射)
3.运行环境
平台:MATLAB2020b及以上
CPO-XGBoost回归预测+特征贡献SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
基于MATLAB的XGBoost回归预测+SHAP分析+新数据预测,主要功能包括:
• 智能优化XGBoost超参数:使用CPO算法优化树的数量和最大深度
• 模型性能对比:比较优化前后XGBoost的性能差异
• 特征重要性分析:通过SHAP值解释模型预测
• 多维度可视化:提供雷达图、拟合图、误差分析等丰富图表
• 新数据预测:支持对新输入数据进行预测
CPO优化:
使用CPO算法寻找最优参数组合。冠豪猪优化器(Crested Porcupine Optimizer, CPO)是一种新型的元启发式算法(智能优化算法),该成果由Abdel-Basset等人于2024年1月发表在中科院1区SCI期刊Knowledge-Based Systems上。
软件要求:
• MATLAB2020B(主要运行环境)
NGO-VMD北方苍鹰算法优化变分模态分解+皮尔逊系数+小波阈值降噪+信号重构,MATLAB完整代码和数据
NGO-VMD北方苍鹰算法优化变分模态分解+皮尔逊系数+小波阈值降噪+信号重构,MATLAB完整代码和数据
优化层:NGO算法自适应寻找VMD最优参数
分解层:VMD将信号分解为多个本征模态函数(IMF)
筛选层:基于皮尔逊相关系数筛选有效分量
降噪层:小波阈值处理噪声分量
重构层:信号恢复与质量评估
该代码特别适用于非平稳、非线性信号的精细化分析和特征提取,在工程诊断和科学研究中具有广泛的应用价值。
KOA-XGBoost回归预测+特征贡献SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
1. 代码主要功能
MATLAB2020B(主要运行环境)
这是一个基于MATLAB的KOA-XGBoost回归+SHAP分析+新数据预测,主要功能包括:
智能优化XGBoost超参数:使用KOA算法优化树的数量和最大深度
模型性能对比:比较优化前后XGBoost的性能差异
特征重要性分析:通过SHAP值解释模型预测
多维度可视化:提供雷达图、拟合图、误差分析等丰富图表
新数据预测:支持对新输入数据进行预测
2. 算法步骤
主流程:
数据预处理:归一化、训练测试集划分
超参数优化:使用KOA算法寻找最优参数组合
模型训练:用优化参数训练XGBoost模型
预测与评估:计算各项性能指标
特征解释:计算SHAP值分析特征重要性
结果可视化:生成多种对比图表
开普勒优化算法Kepler Optimization Algorithm,KOA是一种基于物理学的元启发式算法,它受到开普勒行星运动定律的启发,可以预测行星在任何给定时间的位置和速度。在KOA中,每个行星及其位置都是一个候选解,它在优化过程中随机更新,相对于迄今为止最好的解(Sun)。KOA允许对搜索空间进行更有效的探索和利用,因为候选解(行星)在不同时间表现出与太阳不同的情况。2023年发表在Knowledge-Based Systems。
NRBO-XGBoost回归预测+特征贡献SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
1. 代码主要功能
这是一个基于MATLAB的XGBoost回归预测与优化系统,主要功能包括:
智能优化XGBoost超参数:使用NRBO算法优化树的数量和最大深度
模型性能对比:比较优化前后XGBoost的性能差异
特征重要性分析:通过SHAP值解释模型预测
多维度可视化:提供雷达图、拟合图、误差分析等丰富图表
新数据预测:支持对新输入数据进行预测
2. 算法步骤
主流程:
数据预处理:归一化、训练测试集划分
超参数优化:使用NRBO算法寻找最优参数组合
模型训练:用优化参数训练XGBoost模型
预测与评估:计算各项性能指标
特征解释:计算SHAP值分析特征重要性
结果可视化:生成多种对比图表
SHAP值计算:
对每个样本和特征,计算所有特征子集的边际贡献
基于Shapley值公式加权平均
生成蜂群图和重要性条形图
RBF神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析,Matlab完整代码和数据
代码主要功能
RBF径向基神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图!机器学习可解释分析,Matlab代码实现,该MATLAB代码实现了一个基于RBF径向基神经网络的分类模型,并集成了SHAP可解释性分析框架。主要功能包括:
1. 数据预处理:数据打乱、分层划分训练/测试集、归一化处理
2. 神经网络建模:构建RBF径向基神经网络分类模型
3. 模型评估:计算分类准确率、绘制预测结果对比图、生成混淆矩阵
4. 可解释性分析:计算SHAP值、绘制特征重要性图、依赖关系图等可解释性图表
GRNN广义回归神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析,Matlab完整代码和数据
GRNN广义回归神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析,Matlab完整代码和数据
代码主要功能
GRNN广义回归神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图!机器学习可解释分析,Matlab代码实现,该MATLAB代码实现了一个基于GRNN广义回归神经网络的分类模型,并集成了SHAP可解释性分析框架。主要功能包括:
1. 数据预处理:数据打乱、分层划分训练/测试集、归一化处理
2. 神经网络建模:构建GRNN广义回归神经网络分类模型
3. 模型评估:计算分类准确率、绘制预测结果对比图、生成混淆矩阵
4. 可解释性分析:计算SHAP值、绘制特征重要性图、依赖关系图等可解释性图表
SVM-Adaboost支持向量机结合Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
1.SVM-Adaboost支持向量机结合Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
2.西储大学轴承故障诊断数据集,数据已经处理好;
3.滚动轴承作为机械设备中的核心部件,其运行状态直接影响整个系统的性能与可靠性。
4.作者介绍:机器学习之心,博客专家认证,机器学习领域创作者,2023博客之星TOP50,主做机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维等程序设计和案例分析,文章底部有博主联系方式。从事Matlab、Python算法仿真工作8年,更多仿真源码、数据集定制私信。
RF-Adaboost随机森林结合Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
1.RF-Adaboost随机森林结合Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
2.西储大学轴承故障诊断数据集,数据已经处理好;
3.滚动轴承作为机械设备中的核心部件,其运行状态直接影响整个系统的性能与可靠性。
4.作者介绍:机器学习之心,博客专家认证,机器学习领域创作者,2023博客之星TOP50,主做机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维等程序设计和案例分析,文章底部有博主联系方式。从事Matlab、Python算法仿真工作8年,更多仿真源码、数据集定制私信。
ELM-Adaboost极限学习机结合Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
1.ELM-Adaboost故障诊断(Matlab完整源码和数据)
2.西储大学轴承故障诊断数据集,数据已经处理好;
3.滚动轴承作为机械设备中的核心部件,其运行状态直接影响整个系统的性能与可靠性。
4.作者介绍:机器学习之心,博客专家认证,机器学习领域创作者,2023博客之星TOP50,主做机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维等程序设计和案例分析,文章底部有博主联系方式。从事Matlab、Python算法仿真工作8年,更多仿真源码、数据集定制私信。
SVM支持向量机分类预测+SHAP分析+特征依赖图,Matlab完整代码和数据
代码功能分析,运行环境Matlab2020b及以上
SVM支持向量机分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图!机器学习可解释分析,Matlab代码实现
数据预处理与SVM建模:
1. 数据准备
清空环境变量、关闭图窗
从Excel导入数据集(数据集.xlsx)
分析数据维度(类别数/特征数/样本数)
随机打乱数据集(可选)
2. 分层划分数据集
按类别分层抽样(确保训练/测试集的类别分布一致)
70%训练集 + 30%测试集
3. 数据预处理
特征归一化:mapminmax函数归一化至[0,1]区间
数据转置(适配SVM输入格式)
4. SVM建模与评估
使用RBF核函数(-t 2)
参数设置:惩罚因子c=10,核参数g=0.05
训练模型:svmtrain() (LIBSVM工具箱)
预测与评估:计算训练/测试集准确率
可视化:预测结果对比图 + 混淆矩阵
SHAP可解释性:
1. SHAP值计算
使用测试集样本计算SHAP值
参考值:训练集特征均值
核心函数:自定义Shapley值计算
2. 可视化解释
摘要图:特征重要性 + 特征值与SHAP值关系
条形图:特征重要性排名
依赖图:单个特征值与SHAP值关系
BP神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图,Matlab完整代码和数据
BP神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图,Matlab完整代码和数据
代码主要功能
BP神经网络分类预测+特征贡献SHAP分析+特征依赖图!机器学习可解释分析,Matlab代码实现,该MATLAB代码实现了一个基于BP神经网络(贝叶斯正则化)的分类模型,并集成了SHAP可解释性分析框架。主要功能包括:
1. 数据预处理:数据打乱、分层划分训练/测试集、归一化处理
2. 神经网络建模:构建带贝叶斯正则化的BP分类模型
3. 模型评估:计算分类准确率、绘制预测结果对比图、生成混淆矩阵
4. 可解释性分析:计算SHAP值、绘制特征重要性图、依赖关系图等可解释性图表
算法步骤
1. 数据准备阶段
导入Excel数据集(最后一列为类别标签)
分析数据维度(特征数/类别数/样本数)
随机打乱数据集
按类别分层抽样(70%训练集,30%测试集)
2. 神经网络建模
数据归一化(mapminmax)
标签向量化(ind2vec)
创建网络:单隐藏层15节点(newff)
设置贝叶斯正则化训练(trainbr)
参数配置:100轮次/1e-6目标误差/0.01学习率
3. 模型验证
• 训练集&测试集预测(sim)
• 结果向量转索引(vec2ind)
• 计算分类准确率
• 绘制预测结果对比曲线
• 生成混淆矩阵(confusionchart)
4. SHAP可解释性分析
• 选择测试样本(默认全量)
• 计算参考值(训练集均值)
• 逐样本计算SHAP值(shapley_1)
• 可视化分析:
• SHAP摘要图(特征贡献分布)
• 特征重要性条形图(平均|SHAP|)
• 特征依赖图(特征值-SHAP值关系)
BO-BiLSTM贝叶斯优化双向长短期记忆神经网络回归预测(多输入单输出)MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
加载并预处理数据集(归一化、训练/测试集划分)。
使用贝叶斯优化自动搜索BiLSTM关键超参数(神经元数量、学习率、批次大小)。
构建并训练BiLSTM神经网络进行回归预测。
评估模型性能,输出多项评价指标(RMSE、MAE、MSE、MAPE、R²)。
可视化预测结果与真实值的对比图及散点图。
二、算法步骤
数据准备:加载数据、打乱顺序、划分训练/测试集。
数据归一化:将输入输出映射到[0,1]区间。
贝叶斯优化设置:定义参数搜索空间和优化目标(损失函数)。
参数调优:运行贝叶斯优化,获取最优超参数。
BiLSTM建模:根据最优参数构建网络结构。
模型训练:使用训练集训练BiLSTM。
预测与评估:在训练集和测试集上进行预测,反归一化后计算多项评价指标。
可视化输出:绘制预测对比图与散点图。
BO-LSTM贝叶斯优化长短期记忆神经网络回归预测(多输入单输出)MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
加载并预处理数据集(归一化、训练/测试集划分)。
使用贝叶斯优化自动搜索LSTM关键超参数(神经元数量、学习率、批次大小)。
构建并训练LSTM神经网络进行回归预测。
评估模型性能,输出多项评价指标(RMSE、MAE、MSE、MAPE、R²)。
可视化预测结果与真实值的对比图及散点图。
二、算法步骤
数据准备:加载数据、打乱顺序、划分训练/测试集。
数据归一化:将输入输出映射到[0,1]区间。
贝叶斯优化设置:定义参数搜索空间和优化目标(损失函数)。
参数调优:运行贝叶斯优化,获取最优超参数。
LSTM建模:根据最优参数构建网络结构。
模型训练:使用训练集训练LSTM。
预测与评估:在训练集和测试集上进行预测,反归一化后计算多项评价指标。
可视化输出:绘制预测对比图与散点图。
TCN-BiGRU回归+特征贡献SHAP分析+新数据预测+多输出,MATLAB完整代码和数据
TCN-BiGRU回归+特征贡献SHAP分析+新数据预测+多输出,MATLAB完整代码和数据
一、研究背景
该模型结合了时序卷积网络(TCN) 与双向门控循环单元(BiGRU),适用于处理具有时序依赖性或序列结构的多输入多输出回归问题。TCN 能捕捉长期依赖与局部特征,BiGRU 能学习序列的双向上下文信息。SHAP 值分析用于解释模型预测结果,增强模型的可解释性。
二、主要功能
多输出回归预测:输入5个特征,输出2个目标变量。
混合时序建模:TCN 提取时序特征,BiGRU 捕捉序列依赖。
模型可解释性分析:使用 SHAP 值评估特征重要性。
完整训练与评估流程:包括数据预处理、模型训练、预测、评估与可视化。
新数据预测:支持对新输入数据进行预测并输出结果。
三、算法步骤
数据导入与预处理:读取 Excel 数据,归一化处理。
数据集划分:按比例划分训练集与测试集,可选是否打乱样本。
模型构建:构建 TCN + BiGRU 的混合网络结构。
模型训练:使用 Adam 优化器进行训练,支持学习率衰减。
模型预测与反归一化:对训练集和测试集进行预测,并将结果还原为原始尺度。
性能评估:计算 RMSE、MAE、R² 等指标。
可视化分析:包括预测对比图、误差分布图、散点图等。
SHAP 值计算:分析特征对预测结果的影响。
新数据预测:读取新数据并进行预测,输出结果至 Excel。
运行环境
平台:MATLAB(建议 R2020b 及以上)
基于PSO-GA混合算法的施工进度计划多目标优化,MATLAB完整源码和数据
基于PSO-GA混合算法的施工进度计划多目标优化,MATLAB完整源码和数据
该代码实现了一个基于PSO-GA混合算法的铁路工程施工进度计划多目标优化,旨在通过智能优化算法调整施工活动中各作业组数和开工时间,以最小化总成本(考虑资金时间价值)并实现资源均衡,同时满足工期约束和资源限制。
二、算法步骤
初始化参数与数据
设定施工活动数量、种群规模、迭代次数、PSO参数、GA参数等。
加载施工活动数据(工程量、工效、作业组数范围、资源需求等)。
定义施工活动间的逻辑关系(FS:Finish-Start)。
初始方案评估
计算初始施工方案的工期、成本、资源使用情况及其变异系数。
PSO-GA混合优化主循环
PSO部分:动态更新惯性因子和学习因子,更新粒子位置与速度。
GA部分:每5代执行一次锦标赛选择、两点交叉、非均匀变异。
精英保留策略:保留10%的最优个体,替换最差个体。
约束处理:通过惩罚项处理工期超限、资源超限等约束。
结果输出与可视化
输出优化后的施工计划(作业组数、开工时间、工期)。
绘制收敛曲线、对比图(工期、成本、资源均衡、甘特图等)。
最小二乘支持向量机(LSSVM)结合遗传算法(GA)解决单目标优化问题,MATLAB完整代码和数据
最小二乘支持向量机(LSSVM)结合遗传算法(GA)解决单目标优化问题,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
main1_galssvm_model.m:
使用遗传算法优化 LSSVM 的超参数(惩罚参数 gam 和核参数 sig),建立代理模型(回归模型),并对训练集和测试集进行预测与评估。
main2_GA_optimize.m:
在已建立的 LSSVM 模型基础上,使用遗传算法寻找使目标函数值最大化的输入变量组合(多变量优化问题)。
二、算法步骤
第一部分(建模):
数据导入与预处理(打乱、归一化、划分训练/测试集);
设置 GA 参数(种群规模、迭代次数、变量范围);
使用 GA 优化 LSSVM 超参数;
训练优化后的 LSSVM 模型;
预测并评估模型(计算 RMSE、R²、MAE、MBE 等指标)。
第二部分(优化):
初始化 GA 参数(种群、交叉/变异概率、变量边界);
生成初始种群并计算适应度(调用已训练的 LSSVM 模型);
迭代执行选择、交叉、变异操作;
记录并输出最佳适应度对应的变量组合。
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(基学习器SVM和BP,元学习器RF),MATLAB完整代码和数据
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(基学习器SVM和BP,元学习器RF),MATLAB完整代码和数据
代码实现了一个完整的Stacking集成回归预测系统,包括:
数据预处理:读取、标准化、划分数据集;
基学习器训练:
SVM(支持向量机)回归模型,采用网格搜索优化参数;
BP神经网络回归模型;
元学习器训练:使用随机森林(RF)对基学习器的输出进行融合;
模型评估:计算R²、MAE、MSE、RMSE、RPD等指标;
可视化:包括SVM参数搜索的3D图、预测对比图、残差分析、性能对比柱状图等;
模型保存:保存训练好的模型和预测结果。
MATLAB完整代码,无人机三维路径规划,基于杜鹃鲶鱼优化算法CCO实现,考虑最低成本:路径、高度、威胁、转角的多无人机协同集群避障路径规划
MATLAB完整代码,无人机三维路径规划,基于杜鹃鲶鱼优化算法CCO实现,考虑最低成本:路径、高度、威胁、转角的多无人机协同集群避障路径规划
无人机三维路径规划,基于杜鹃鲶鱼优化算法CCO实现,考虑最低成本:路径、高度、威胁、转角的多无人机协同集群避障路径规划附代码! Matlab 代码分享,不容错过! 算法威力惊人,同时规划六个无人机!无人机集群的目标函数即为总成本,总成本为6个无人机(UAV)成本之和,每个UAV的总成本由四部分构成(路径成本、威胁成本、高度成本和转角成本)。
杜鹃鲶鱼优化算法(Cuckoo catfish optimizer, CCO)是一种新颖的元启发式算法,其灵感来源于杜鹃鲶鱼的搜索、捕食和寄生行为,于2025年7月发表在SCI一区期刊《Artificial Intelligence Review》上!
运行环境要求
软件环境:MATLAB R2023b
GA-XGBoost回归+SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
GA-XGBoost回归+SHAP分析+新数据预测,Matlab完整代码和数据
1.代码主要功能
基于MATLAB的XGBoost回归预测+SHAP分析+新数据预测,主要功能包括:
• 智能优化XGBoost超参数:使用GA算法优化树的数量和最大深度
• 模型性能对比:比较优化前后XGBoost的性能差异
• 特征重要性分析:通过SHAP值解释模型预测
• 多维度可视化:提供雷达图、拟合图、误差分析等丰富图表
• 新数据预测:支持对新输入数据进行预测
2. 算法步骤
主流程:
数据预处理:归一化、训练测试集划分
超参数优化:使用GA算法寻找最优参数组合
模型训练:用优化参数训练XGBoost模型
预测与评估:计算各项性能指标
特征解释:计算SHAP值分析特征重要性
结果可视化:生成多种对比图表
SHAP值计算:
对每个样本和特征,计算所有特征子集的边际贡献
基于Shapley值公式加权平均
生成蜂群图和重要性条形图
3.技术路线
数据预处理 → 智能优化(GA) → XGBoost建模 → SHAP解释 → 性能对比
使用GA算法寻找最优参数组合。遗传算法(GA)属于群智能算法的一种。遗传算法是受自然进化理论启发的一系列搜索算法。通过模仿自然选择和繁殖的过程,遗传算法可以为涉及搜索,优化和学习的各种问题提供高质量的解决方案。同时,它们类似于自然进化,因此可以克服传统搜索和优化算法遇到的一些障碍,尤其是对于具有大量参数和复杂数学表示形式的问题。
3.运行环境
软件要求:
• MATLAB2020B(主要运行环境)
GA-RF遗传算法优化随机森林回归+SHAP分析+优化前后对比+新数据预测,MATLAB完整代码和数据
GA-RF遗传算法优化随机森林回归+SHAP分析+优化前后对比+新数据预测,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
数据预处理:归一化、划分训练集/测试集。
参数优化:使用GA优化随机森林的:
• 决策树数量
• 最小叶子节点数
• 最大分裂次数
模型训练与预测:构建优化与未优化随机森林模型。
性能评估:计算RMSE、R²、MAE等指标。
可视化分析:
• 迭代曲线
• 雷达图对比
• 预测结果图、残差图、拟合图
• 特征重要性排序
• SHAP值分析
新数据预测:支持输入新数据进行预测并保存结果。
二、算法步骤
导入数据并归一化。
划分训练集和测试集(可选是否打乱)。
使用GA优化随机森林超参数。
训练优化后的随机森林模型。
预测并反归一化得到实际值。
计算评估指标并绘制多种对比图。
进行新数据预测并输出结果。
计算SHAP值进行特征解释。
MATLAB基于Stacking集成学习的数据回归预测(4种基学习器PLS、SVM、决策、KNN,多种元学习器比选)完整代码
一、主要功能
数据预处理:读取Excel数据、标准化处理、数据集划分
多模型训练:训练4种基学习器(PLS、SVM、决策树、KNN)
Stacking集成:构建元特征、训练元学习器
模型评估:多维度性能比较、提升分析
可视化分析:多种图形展示预测效果
模型保存:保存最佳集成模型
二、参数设定
基学习器参数:
PLS:成分数1-15,5折交叉验证
SVM:C=[0.01,0.1,1,10,100,1000],gamma=[0.001,0.01,0.1,1,10]
决策树:MinParentSize=10,MaxNumSplits=100
KNN:NumNeighbors=5,距离度量=欧式
元学习器参数:
随机森林:100棵树,MinLeafSize=10
梯度提升:100轮,学习率0.1
岭回归:Lambda=0.1
三、运行环境
软件:MATLAB(需要Statistics and Machine Learning Toolbox)
数据格式:Excel文件(最后一列为目标变量)
建议配置:MATLAB R2020b或更高版本
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(4种基学习器PLS、SVM、BP、RF,元学习器LSBoost)MATLAB完整代码和数据
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(4种基学习器PLS、SVM、BP、RF,元学习器LSBoost)MATLAB完整代码和数据
一、研究背景
该代码面向回归预测问题,采用Stacking(堆叠集成学习) 方法,通过结合多个基学习器的预测结果,训练一个元学习器以提升模型泛化能力。Stacking能有效减少单一模型的偏差与方差,适用于复杂、高维、非线性的回归任务。
二、主要功能
多模型集成回归预测:使用PLS、SVM、BP神经网络、随机森林作为基学习器,LSBoost作为元学习器。
自动化模型训练与评估:包括数据预处理、模型训练、超参数优化、性能评估与可视化。
结果保存与报告:将预测结果与评估指标保存为Excel文件,便于后续分析。
三、算法步骤
数据读取与预处理:读取Excel数据,标准化特征与标签,划分为训练集与测试集。
基学习器训练:
PLS(偏最小二乘回归)
SVM(支持向量机回归,带网格搜索优化)
BP神经网络
随机森林
元特征构建:使用基学习器的预测结果作为新特征,构建第二层训练集。
元学习器训练:使用LSBoost对元特征进行训练。
模型评估:计算RMSE、MAE、R²、MAPE等指标。
可视化与保存:生成预测对比图、残差图、性能柱状图等,并保存结果。
四、技术要点
集成策略:Stacking(两层结构)
评估方法:交叉验证、网格搜索、多指标评估
Matlab版本:建议R2020b及以上
必要工具箱:
Statistics and Machine Learning Toolbox
Neural Network Toolbox
数据格式:Excel文件(最后一列为目标变量)
文件结构:代码与数据文件需置于同一目录或修改路径
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(基学习器PLS和SVM,元学习器RF),MATLAB完整代码和数据
基于Stacking集成学习算法的数据回归预测(基学习器PLS和SVM,元学习器RF),MATLAB代码
一、研究背景
该研究属于机器学习集成学习领域,针对单一回归模型可能存在的预测偏差或过拟合问题,采用Stacking集成方法,结合不同基学习器的优势,提升回归预测的稳定性。适用于需要预测的复杂数据场景。
二、主要功能
使用Stacking集成学习框架进行数据回归预测。
基学习器包括:
偏最小二乘回归(PLS)
支持向量机回归(SVR),带网格搜索调参
元学习器采用随机森林回归(RF)。
包含完整的数据预处理、模型训练、性能评估与可视化流程。
三、算法步骤
数据准备:读取数据、归一化、划分训练集与测试集(7:3)。
基学习器训练:
PLS:通过交叉验证选择最佳成分数。
SVM:网格搜索优化C和gamma参数,并绘制3D可视化图。
元特征构建:使用基学习器的预测结果作为新特征。
元学习器训练:使用随机森林对元特征进行回归。
模型评估:对比PLS、SVM和Stacking-RF在训练集和测试集上的性能。
可视化分析:包括预测图、残差图、特征重要性、OOB误差、模型对比等。
四、运行环境
平台:MATLAB
依赖工具箱:Statistics and Machine Learning Toolbox
数据格式:Excel文件,最后一列为目标变量
DBO-RBF多变量回归预测 优化宽度+中心值+连接权值 (多输入单输出)Matlab完整代码和数据
基于蜣螂优化算法(DBO)优化径向基函数(RBF)神经网络的回归预测模型Matlab代码:
一、主要功能
模型构建:使用RBF神经网络进行回归预测。
参数优化:利用蜣螂优化算法(DBO)优化RBF网络的中心向量、宽度参数和权重参数。
预测评估:在训练集和测试集上进行预测,并计算多种性能指标(如RMSE、R²、MAE、MAPE等)。
可视化分析:生成多张图表,包括适应度曲线、回归图、误差分布图、预测对比图等,便于模型性能分析。
二、算法步骤
数据准备:
导入数据集(Excel格式)。
随机打乱数据,划分训练集(70%)和测试集(30%)。
对输入和输出数据进行归一化处理(0-1范围)。
模型参数初始化:
设置DBO参数(种群大小、迭代次数、边界等)。
定义RBF网络结构(输入层、隐藏层、输出层节点数)。
优化训练:
使用DBO优化RBF网络的参数(中心C、宽度delta、权重w),最小化均方误差(MSE)。
绘制适应度曲线,展示优化过程。
预测与评估:
使用优化后的RBF网络对训练集和测试集进行预测。
反归一化预测结果。
计算并展示多种性能指标(RMSE、R²、MAE、MAPE、MBE、RPD等)。
可视化输出:
生成回归图、误差直方图、预测对比图、误差曲线图、相对误差图、线性拟合图等。
输出综合评估。
三、运行环境
编程语言:MATLAB2020
SSA-RF麻雀算法优化随机森林回归+SHAP分析+优化前后对比+新数据预测,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
数据预处理:归一化、划分训练集/测试集。
参数优化:使用SSA优化随机森林的:
决策树数量
最小叶子节点数
最大分裂次数
模型训练与预测:构建优化与未优化随机森林模型。
性能评估:计算RMSE、R²、MAE等指标。
可视化分析:
迭代曲线
雷达图对比
预测结果图、残差图、拟合图
特征重要性排序
SHAP值分析
新数据预测:支持输入新数据进行预测并保存结果。
二、算法步骤
导入数据并归一化。
划分训练集和测试集(可选是否打乱)。
使用SSA优化随机森林超参数。
训练优化后的随机森林模型。
预测并反归一化得到实际值。
计算评估指标并绘制多种对比图。
进行新数据预测并输出结果。
计算SHAP值进行特征解释。
三、运行环境
平台:MATLAB(建议R2020a及以上)
PSO-RBF多变量回归预测 优化宽度+中心值+连接权值 (多输入单输出)Matlab完整代码和数据
一、主要功能
模型构建:使用RBF神经网络进行回归预测。
参数优化:利用粒子群优化算法(PSO)优化RBF网络的中心向量、宽度参数和权重参数。
预测评估:在训练集和测试集上进行预测,并计算多种性能指标(如RMSE、R²、MAE、MAPE等)。
可视化分析:生成多张图表,包括适应度曲线、回归图、误差分布图、预测对比图等,便于模型性能分析。
二、算法步骤
数据准备:
导入数据集(Excel格式)。
随机打乱数据,划分训练集(70%)和测试集(30%)。
对输入和输出数据进行归一化处理(0-1范围)。
模型参数初始化:
设置PSO参数(种群大小、迭代次数、边界等)。
定义RBF网络结构(输入层、隐藏层、输出层节点数)。
优化训练:
使用PSO优化RBF网络的参数(中心C、宽度delta、权重w),最小化均方误差(MSE)。
绘制适应度曲线,展示优化过程。
预测与评估:
使用优化后的RBF网络对训练集和测试集进行预测。
反归一化预测结果。
计算并展示多种性能指标(RMSE、R²、MAE、MAPE、MBE、RPD等)。
可视化输出:
生成回归图、误差直方图、预测对比图、误差曲线图、相对误差图、线性拟合图等。
输出综合评估表格和。
运行环境
编程语言:MATLAB2020
必需文件:
数据集.xlsx(输入数据文件)
运行流程:运行 main.m 即可自动执行所有步骤。
WOA-RBF多变量回归预测 优化宽度+中心值+连接权值 (多输入单输出)Matlab完整代码和数据
一、主要功能
模型构建:使用RBF神经网络进行回归预测。
参数优化:利用鲸鱼优化算法(WOA)优化RBF网络的中心向量、宽度参数和权重参数。
预测评估:在训练集和测试集上进行预测,并计算多种性能指标(如RMSE、R²、MAE、MAPE等)。
可视化分析:生成多张图表,包括适应度曲线、回归图、误差分布图、预测对比图等,便于模型性能分析。
二、算法步骤
数据准备:
导入数据集(Excel格式)。
随机打乱数据,划分训练集(70%)和测试集(30%)。
对输入和输出数据进行归一化处理(0-1范围)。
模型参数初始化:
设置WOA参数(种群大小、迭代次数、边界等)。
定义RBF网络结构(输入层、隐藏层、输出层节点数)。
优化训练:
使用WOA优化RBF网络的参数(中心C、宽度delta、权重w),最小化均方误差(MSE)。
绘制适应度曲线,展示优化过程。
预测与评估:
使用优化后的RBF网络对训练集和测试集进行预测。
反归一化预测结果。
计算并展示多种性能指标(RMSE、R²、MAE、MAPE、MBE、RPD等)。
可视化输出:
生成回归图、误差直方图、预测对比图、误差曲线图、相对误差图、线性拟合图等。
输出综合评估表格和。
运行环境
编程语言:MATLAB2020
必需文件:
数据集.xlsx(输入数据文件)
运行流程:运行 main.m 即可自动执行所有步骤。
TCN-BiLSTM回归+特征贡献SHAP分析+新数据预测+多输出,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
TCN-BiLSTM混合模型构建与训练:
结合时序卷积网络(TCN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM),用于处理时序或多特征回归问题。
支持多输出(多个目标变量)预测。
SHAP特征重要性分析:
使用SHAP值分析输入特征对输出的贡献度。
模型性能评估与可视化:
提供RMSE、MAE、R²等评估指标。
生成多种可视化图表,包括预测对比图、误差分布图、散点图、累计误差曲线等。
新数据预测:
使用训练好的模型对新输入数据进行预测,并保存结果。
二、算法步骤
数据准备:
读取Excel数据,划分特征(X)和目标(Y)。
归一化处理(mapminmax)。
随机或顺序划分训练集和测试集。
模型构建:
构建TCN层(包含膨胀卷积、层归一化、Dropout、残差连接)。
连接BiLSTM层、全连接层和回归层。
模型训练:
使用Adam优化器,设置学习率衰减。
监控训练过程中的RMSE和Loss变化。
预测与评估:
对训练集和测试集进行预测。
计算RMSE、MAE、R²等指标。
绘制多种图表进行可视化分析。
SHAP分析:
调用shapley_function计算测试集样本的SHAP值。
新数据预测:
读取新数据,归一化后输入模型预测,输出结果到Excel。
三、运行环境
软件环境:MATLAB(需安装Deep Learning Toolbox)
数据格式:Excel文件(回归数据.xlsx、新的多输入.xlsx)
依赖函数:
shapley_function(自定义SHAP计算函数)
newpre(自定义新数据预测函数)
TCN-LSTM回归+特征贡献SHAP分析+新数据预测+多输出,MATLAB完整代码和数据
一、主要功能
TCN-LSTM混合模型构建与训练:
结合时序卷积网络(TCN)和长短期记忆网络(LSTM),用于处理时序或多特征回归问题。
支持多输出(多个目标变量)预测。
SHAP特征重要性分析:
使用SHAP值分析输入特征对输出的贡献度。
模型性能评估与可视化:
提供RMSE、MAE、R²等评估指标。
生成多种可视化图表,包括预测对比图、误差分布图、散点图、累计误差曲线等。
新数据预测:
使用训练好的模型对新输入数据进行预测,并保存结果。
二、算法步骤
数据准备:
读取Excel数据,划分特征(X)和目标(Y)。
归一化处理(mapminmax)。
随机或顺序划分训练集和测试集。
模型构建:
构建TCN层(包含膨胀卷积、层归一化、Dropout、残差连接)。
连接LSTM层、全连接层和回归层。
模型训练:
使用Adam优化器,设置学习率衰减。
监控训练过程中的RMSE和Loss变化。
预测与评估:
对训练集和测试集进行预测。
计算RMSE、MAE、R²等指标。
绘制多种图表进行可视化分析。
SHAP分析:
调用shapley_function计算测试集样本的SHAP值。
新数据预测:
读取新数据,归一化后输入模型预测,输出结果到Excel。
三、运行环境
软件环境:MATLAB(需安装Deep Learning Toolbox)
数据格式:Excel文件(回归数据.xlsx、新的多输入.xlsx)
依赖函数:
shapley_function(自定义SHAP计算函数)
newpre(自定义新数据预测函数)
十种智能优化算法优化RBF神经网络多输入多输出回归MATLAB完整代码和数据
主要功能
多输出RBF神经网络建模:构建能够同时预测多个输出变量的RBF神经网络。
多种优化算法对比:使用多种智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数spread。
多维度可视化分析:对每个输出维度分别进行预测结果对比、误差分析和散点图展示。
算法步骤
1. 数据准备阶段
导入Excel数据(6个输入,多个输出)
随机划分训练集(80%)和测试集(20%)
数据归一化处理(输入输出分别归一化)
2. 基准模型建立
使用固定spread=100建立标准RBF网络作为基准
在训练集和测试集上进行预测
计算误差指标
主要功能
多输出RBF神经网络建模:构建能够同时预测多个输出变量的RBF神经网络。
多种优化算法对比:使用多种智能优化算法自动寻找最优的RBF扩展参数spread。
多维度可视化分析:对每个输出维度分别进行预测结果对比、误差分析和散点图展示。
算法步骤
1. 数据准备阶段
导入Excel数据(6个输入,多个输出)
随机划分训练集(80%)和测试集(20%)
数据归一化处理(输入输出分别归一化)
2. 基准模型建立
使用固定spread=100建立标准RBF网络作为基准
在训练集和测试集上进行预测
计算误差指标
十种智能优化算法分别是:
GWO:灰狼算法
HBA:蜜獾算法
IAO:改进天鹰优化算法,改进①:Tent混沌映射种群初始化,改进②:自适应权重
MFO:飞蛾扑火算法
MPA:海洋捕食者算法
NGO:北方苍鹰算法
OOA:鱼鹰优化算法
RTH:红尾鹰算法
WOA:鲸鱼算法
ZOA:斑马算法
SSA-VMD麻雀搜索算法优化变分模态分解+皮尔逊系数+小波阈值降噪+信号重构,MATLAB完整代码和数据
SSA-VMD麻雀搜索算法优化变分模态分解+皮尔逊系数+小波阈值降噪+信号重构,MATLAB完整代码和数据
该代码是一个完整的信号处理与分析系统,结合了麻雀搜索算法(SSA)、变分模态分解(VMD)优化、小波降噪等多种技术,主要用于信号分解、降噪。以下是详细说明:
一、主要功能
数据导入与预处理:读取Excel数据,设置采样频率。
VMD参数优化:使用麻雀搜索算法(SSA)自动优化VMD的两个关键参数(模态数K、惩罚因子α)。
信号分解与可视化:对原始信号进行VMD分解,绘制IMF分量图、频谱图、Hilbert边际谱、3D视图等。
信号降噪:基于IMF分量与原始信号的相关系数,筛选噪声分量并进行小波阈值降噪(软/硬阈值)。
信号重构与评估:重构降噪后的信号,与原始信号对比,评估降噪效果。
二、算法步骤
初始化与数据导入
SSA优化VMD参数
VMD分解信号
绘制分解结果与频谱分析
计算IMF与原始信号的相关系数
设定阈值筛选噪声分量
小波阈值降噪处理
信号重构与对比
保存结果与可视化