ceemdan-lstm的python实现

时间: 2023-08-05 21:08:23 浏览: 176
你可以使用Python来实现Ceemdan-LSTM模型。首先,你需要安装一些必要的库,如numpy、scipy、matplotlib和tensorflow等。然后,你可以按照以下步骤实现Ceemdan-LSTM模型: 1. 导入所需的库: ```python import numpy as np import scipy.signal as sg import matplotlib.pyplot as plt import tensorflow as tf from tensorflow.keras.layers import LSTM, Dense ``` 2. 定义Ceemdan函数: ```python def ceemdan(signal, max_iter): IMF = [] for _ in range(max_iter): # 计算信号的均值 mean = np.mean(signal) # 提取极大值点 maxima = sg.argrelextrema(signal, np.greater)[0] # 提取极小值点 minima = sg.argrelextrema(signal, np.less)[0] # 创建上包络线和下包络线 upper = sg.spline(maxima, signal[maxima], np.arange(len(signal))) lower = sg.spline(minima, signal[minima], np.arange(len(signal))) # 计算平均包络线 avg_env = (upper + lower) / 2 # 计算细节信号 detail = signal - avg_env # 判断是否满足停止条件 if np.sum(detail ** 2) < 0.01 * np.sum(signal ** 2): IMF.append(detail) break IMF.append(detail) signal = detail return IMF ``` 3. 定义Ceemdan-LSTM模型的类: ```python class CeemdanLSTM: def __init__(self, max_iter, num_units, num_layers): self.max_iter = max_iter self.num_units = num_units self.num_layers = num_layers self.model = None def fit(self, X_train, y_train, epochs, batch_size): # 进行CEEMDAN分解 IMF = ceemdan(X_train, self.max_iter) # 创建训练数据 X_train_imf = np.concatenate(IMF[:-1], axis=1) y_train_imf = IMF[-1] # 构建LSTM模型 self.model = tf.keras.Sequential() self.model.add(LSTM(self.num_units, return_sequences=True, input_shape=(X_train_imf.shape[1], X_train_imf.shape[2]))) for _ in range(self.num_layers-1): self.model.add(LSTM(self.num_units, return_sequences=True)) self.model.add(LSTM(self.num_units)) self.model.add(Dense(1)) # 编译和训练模型 self.model.compile(loss='mean_squared_error', optimizer='adam') self.model.fit(X_train_imf, y_train_imf, epochs=epochs, batch_size=batch_size) def predict(self, X_test): # 进行CEEMDAN分解 IMF = ceemdan(X_test, self.max_iter) # 创建测试数据 X_test_imf = np.concatenate(IMF[:-1], axis=1) # 预测结果 y_pred_imf = self.model.predict(X_test_imf) # 进行反变换 y_pred = np.sum(y_pred_imf, axis=1) return y_pred ``` 这样,你就定义了一个Ceemdan-LSTM模型的类,可以使用`fit`方法训练模型并使用`predict`方法进行预测。你可以根据自己的需求调整Ceemdan分解的迭代次数(`max_iter`)、LSTM的神经元个数(`num_units`)和层数(`num_layers`)等参数。
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