用Keras框架写出WOA优化LSTM参数进行多变量预测代码

时间: 2024-03-15 07:45:35 浏览: 176
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基于Keras的LSTM多变量时间序列预测.zip

以下是用Keras框架编写WOA优化LSTM参数进行多变量预测的代码: 首先,我们需要导入必要的库: ```python import numpy as np import pandas as pd from keras.models import Sequential from keras.layers import Dense, LSTM from keras.optimizers import Adam ``` 然后,我们需要定义一些超参数: ```python n_features = 4 # 输入特征数 n_neurons = 50 # LSTM神经元数量 n_epochs = 100 # 训练轮数 batch_size = 32 # 批处理大小 ``` 接下来,我们需要定义WOA优化算法的相关函数: ```python def woa_init_search_space(num_params, search_space): return np.random.uniform(search_space[0], search_space[1], size=(num_params,)) def woa_get_fitness(model, X_train, y_train, X_valid, y_valid): model.fit(X_train, y_train, epochs=n_epochs, batch_size=batch_size, verbose=0) score = model.evaluate(X_valid, y_valid, verbose=0) return score[0] def woa_get_parameters(model): return model.get_weights() def woa_set_parameters(model, params): model.set_weights(params) def woa_search(model, X_train, y_train, X_valid, y_valid, search_space, max_iter=100): lb, ub = search_space num_params = len(model.get_weights()) best_fitness = float('inf') best_params = None a = 2 a2 = -1 for i in range(max_iter): for j in range(num_params): r1 = np.random.random() r2 = np.random.random() A = 2 * a * r1 - a C = 2 * r2 p = np.random.random() b = 1 l = (a2 - i) * (ub - lb) / max_iter + lb if p < 0.5: if abs(A) < 1: D = abs(C * best_params[j] - model.get_weights()[j]) new_pos = best_params[j] - A * D else: rand_param = woa_init_search_space(1, [lb, ub])[0] D = abs(C * rand_param - model.get_weights()[j]) new_pos = rand_param - A * D else: D = abs(best_params[j] - model.get_weights()[j]) new_pos = best_params[j] - b * D if new_pos < lb: new_pos = lb elif new_pos > ub: new_pos = ub model.get_weights()[j] = new_pos fitness = woa_get_fitness(model, X_train, y_train, X_valid, y_valid) if fitness < best_fitness: best_fitness = fitness best_params = woa_get_parameters(model) return best_params ``` 现在,我们可以加载并准备数据: ```python data = pd.read_csv('data.csv') X = data.iloc[:, :n_features].values y = data.iloc[:, n_features:].values n_samples = len(data) n_train = int(n_samples * 0.8) X_train, y_train = X[:n_train], y[:n_train] X_valid, y_valid = X[n_train:], y[n_train:] ``` 然后,我们可以构建模型并使用WOA优化算法来优化参数: ```python model = Sequential() model.add(LSTM(n_neurons, input_shape=(None, n_features))) model.add(Dense(y.shape[1])) model.compile(optimizer=Adam(), loss='mse') search_space = [-5, 5] woa_params = woa_search(model, X_train.reshape(-1, 1, n_features), y_train, X_valid.reshape(-1, 1, n_features), y_valid, search_space) woa_set_parameters(model, woa_params) ``` 最后,我们可以使用训练好的模型来进行预测: ```python X_test = np.array([[0.1, 0.2, 0.3, 0.4], [0.2, 0.3, 0.4, 0.5], [0.3, 0.4, 0.5, 0.6]]) y_pred = model.predict(X_test.reshape(-1, 1, n_features)) print(y_pred) ``` 以上就是用Keras框架编写WOA优化LSTM参数进行多变量预测的完整代码。
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