请写一个使用MLP神经网络进行混凝土强度预测的代码,数据集包括有五个输入变量和一个输出变量,共1030个样本数。要求输出预测图,求得平均绝对误差、平均绝对百分误差、均方根误差、R2等评价指标。要求拟合精度越精确越好。

时间: 2024-03-17 18:40:50 浏览: 58
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神经网络预测混凝土强度

好的,我会尽力回答你的问题。首先,我们需要导入所需的库和数据集,代码如下: ```python import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_absolute_error, mean_squared_error, r2_score from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense # 导入数据集 dataset = pd.read_excel('concrete_data.xlsx') ``` 接下来,我们需要对数据集进行预处理,包括将数据集分为训练集和测试集、标准化输入变量等。代码如下: ```python # 将输入变量和输出变量分开 X = dataset.iloc[:, :-1].values y = dataset.iloc[:, -1].values # 将数据集分为训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0) # 标准化输入变量 from sklearn.preprocessing import StandardScaler sc = StandardScaler() X_train = sc.fit_transform(X_train) X_test = sc.transform(X_test) ``` 接下来,我们可以开始建立MLP神经网络模型了。在这个例子中,我们选择使用两个隐藏层,每个隐藏层包括10个神经元。代码如下: ```python # 建立MLP神经网络模型 model = Sequential() model.add(Dense(units=10, input_dim=5, activation='relu')) model.add(Dense(units=10, activation='relu')) model.add(Dense(units=1)) # 编译模型 model.compile(optimizer='adam', loss='mean_squared_error') ``` 接下来,我们可以训练模型并进行预测了。这里我们选择进行100个epoch的训练,并将训练过程的loss值保存下来。代码如下: ```python # 训练模型 history = model.fit(X_train, y_train, epochs=100, batch_size=32, validation_data=(X_test, y_test)) # 对测试集进行预测 y_pred = model.predict(X_test) ``` 最后,我们可以计算评价指标并输出预测图了。代码如下: ```python # 计算评价指标 print('MAE:', mean_absolute_error(y_test, y_pred)) print('MAPE:', np.mean(np.abs((y_test - y_pred) / y_test)) * 100) print('RMSE:', np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_pred))) print('R2:', r2_score(y_test, y_pred)) # 输出预测图 plt.plot(y_test, color='blue', label='Actual') plt.plot(y_pred, color='red', label='Predicted') plt.title('Concrete Strength Prediction') plt.xlabel('Sample') plt.ylabel('Strength') plt.legend() plt.show() ``` 完整的代码如下: ```python import pandas as pd import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_absolute_error, mean_squared_error, r2_score from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense # 导入数据集 dataset = pd.read_excel('concrete_data.xlsx') # 将输入变量和输出变量分开 X = dataset.iloc[:, :-1].values y = dataset.iloc[:, -1].values # 将数据集分为训练集和测试集 X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=0) # 标准化输入变量 from sklearn.preprocessing import StandardScaler sc = StandardScaler() X_train = sc.fit_transform(X_train) X_test = sc.transform(X_test) # 建立MLP神经网络模型 model = Sequential() model.add(Dense(units=10, input_dim=5, activation='relu')) model.add(Dense(units=10, activation='relu')) model.add(Dense(units=1)) # 编译模型 model.compile(optimizer='adam', loss='mean_squared_error') # 训练模型 history = model.fit(X_train, y_train, epochs=100, batch_size=32, validation_data=(X_test, y_test)) # 对测试集进行预测 y_pred = model.predict(X_test) # 计算评价指标 print('MAE:', mean_absolute_error(y_test, y_pred)) print('MAPE:', np.mean(np.abs((y_test - y_pred) / y_test)) * 100) print('RMSE:', np.sqrt(mean_squared_error(y_test, y_pred))) print('R2:', r2_score(y_test, y_pred)) # 输出预测图 plt.plot(y_test, color='blue', label='Actual') plt.plot(y_pred, color='red', label='Predicted') plt.title('Concrete Strength Prediction') plt.xlabel('Sample') plt.ylabel('Strength') plt.legend() plt.show() ``` 希望这段代码能够帮助到你!
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