'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...

时间: 2023-06-18 22:08:51 浏览: 150
`LearnRateSchedule`是指学习率调度,是指在训练神经网络时逐步降低学习率,以便更好地收敛到最优解。`piecewise`是一种学习率调度策略,它将训练过程分为几个不同的阶段,并在每个阶段使用不同的学习率。通常,在训练开始时,使用较大的学习率以快速收敛,然后随着训练的进行,将学习率逐渐降低,以便更好地拟合数据。这种调度策略可以通过指定阶段和对应的学习率来实现。
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options = trainingOptions('adam', ... 'MaxEpochs',200, ... 'MiniBatchSize',16, ... 'ValidationData',{XTest,YTest}, ... 'ValidationFrequency',30, ... 'Plots','training-progress', ... 'Verbose',false, ... 'LearnRateSchedule','piecewise', ... 'LearnRateDropFactor',0.1, ... 'LearnRateDropPeriod',100, ... 'L2Regularization',0.001);解释代码

这段代码是在设置神经网络的训练选项,其中包含了以下几个参数: 1. `'adam'`:选择使用Adam优化器进行训练。 2. `'MaxEpochs',200`:设置最大训练轮数为200,即对训练集进行200次迭代。 3. `'MiniBatchSize',16`:设置每次迭代所使用的小批量样本大小为16。 4. `'ValidationData',{XTest,YTest}`:设置验证数据集为 `(XTest, YTest)`,即在训练过程中每隔一定的迭代次数会对该验证数据集进行验证。 5. `'ValidationFrequency',30`:设置每30个迭代周期进行一次验证。 6. `'Plots','training-progress'`:设置训练过程中绘制训练进度图。 7. `'Verbose',false`:设置训练过程中不显示详细信息。 8. `'LearnRateSchedule','piecewise'`:设置学习率调度策略为分段常数学习率调度策略。 9. `'LearnRateDropFactor',0.1`:设置学习率下降因子为0.1。 10. `'LearnRateDropPeriod',100`:设置学习率下降周期为100。 11. `'L2Regularization',0.001`:设置L2正则化系数为0.001,用于防止过拟合。 综上所述,该代码段是用来设置神经网络的训练参数的,包括优化器、训练轮数、小批量大小、验证数据集、学习率调度策略、正则化系数等参数。这些参数可以根据具体任务和数据集进行调整,以获得更好的训练效果。

逐句解释下列代码:%% LSTM模型参数设置 maxEpochs = 200; miniBatchSize = 600; options = trainingOptions('adam', ... 'InitialLearnRate', 0.01, ... 'LearnRateSchedule', 'piecewise', ... 'LearnRateDropFactor', 0.1, ... 'LearnRateDropPeriod', 80, ... 'ExecutionEnvironment', 'cpu', ... 'GradientThreshold', 2, ... 'MaxEpochs', maxEpochs, ... 'MiniBatchSize', miniBatchSize, ... 'SequenceLength', 'longest', ... 'Shuffle', 'every-epoch', ... 'Verbose', false, ... 'Plots', 'none'); % 设为none不显示训练过程,设为training-progress则显示

设置 LSTM 模型的训练参数,具体解释如下: - maxEpochs:最大训练轮数为 200。 - miniBatchSize:每次训练时的批次大小为 600。 - options:训练选项,采用 Adam 优化器,初始学习率为 0.01,学习率调度方式为分段衰减,每个衰减周期为 80,衰减因子为 0.1,使用 CPU 进行训练,梯度阈值为 2,最大训练轮数为 maxEpochs,每个批次的序列长度为最长的序列长度,每一轮训练时打乱数据,不显示训练过程,不绘制训练过程的图表。 注:这是使用 Matlab 的深度学习工具箱进行 LSTM 模型的训练,上述参数是在训练过程中进行调整的。其中,Adam 优化器是常用的梯度下降方法之一,其具有自适应学习率的特性。学习率调度方式采用分段衰减,即训练一定周期后,学习率会按照一定的规则进行调整,这样可以帮助模型更好地收敛。梯度阈值的设置可以防止梯度爆炸的问题。
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这个代码出现上面问题呢:data_load=xlsread('data_load'); % 划分训练集和测试集 train_ratio = 0.8; % 训练集所占比例 train_size = round(size(data_load,1)*train_ratio); train_data = data_load(1:train_size,:); test_data = data_load(train_size+1:end,:); % 数据归一化 [train_data,train_settings] = mapminmax(train_data'); train_data = train_data'; test_data = mapminmax('apply',test_data',train_settings)'; test_data = test_data'; % 构造训练集和测试集的输入和输出 input_train = train_data(1:end-1,:); output_train = train_data(2:end,:); input_test = test_data(1:end-1,:); output_test = test_data(2:end,:); input_train_cell = num2cell(input_train',1); % 将输入数据转换为元胞数组 output_train_cell = num2cell(output_train',1); % 将输出数据转换为元胞数组 input_test_cell = num2cell(input_test',1); % 将输入数据转换为元胞数组 output_test_cell = num2cell(output_test',1); % 将输出数据转换为元胞数组 % 配置 LSTM 网络 numFeatures = size(input_train,2); % 特征数 numResponses = size(output_train,2); % 输出数 numHiddenUnits = 100; % 隐藏层神经元数 layers = [ ... sequenceInputLayer(numFeatures) lstmLayer(numHiddenUnits,'OutputMode','last') fullyConnectedLayer(numResponses) regressionLayer]; options = trainingOptions('adam', ... 'MaxEpochs',100, ... 'GradientThreshold',1, ... 'InitialLearnRate',0.01, ... 'LearnRateSchedule','piecewise', ... 'LearnRateDropFactor',0.1, ... 'LearnRateDropPeriod',20, ... 'MiniBatchSize',64, ... 'SequenceLength','longest', ... 'Shuffle','never', ... 'ValidationData',{input_test,output_test}, ... 'ValidationFrequency',10, ... 'Plots','training-progress'); % 训练 LSTM 网络 net = trainNetwork(input_train_cell,output_train_cell,layers,options); % 使用元胞数组格式的输入和输出数据进行训练

data=xlsread('data_load'); % 按时间排序 load_data = sortrows(data, 1); % 生成训练集和测试集 train_ratio = 0.8; train_size = floor(train_ratio * size(load_data, 1)); train_data = load_data(1:train_size, 2:end); test_data = load_data(train_size+1:end, 2:end); % 数据归一化 train_data_norm = normalize(train_data); test_data_norm = normalize(test_data); % 准备训练数据 X_train = []; Y_train = []; n_steps = 3; % 每个时间步长包含的数据点数 for i = n_steps:size(train_data_norm, 1) X_train = [X_train; train_data_norm(i-n_steps+1:i, :)]; Y_train = [Y_train; train_data_norm(i, :)]; end % 调整训练数据的形状 X_train = permute(reshape(X_train', [], n_steps, size(X_train,1)), [3, 2, 1]); Y_train = permute(reshape(Y_train', [], n_steps, size(Y_train,1)), [3, 2, 1]); % 构建LSTM模型 input_size = size(train_data,2)-1; output_size = size(train_data,2)-1; num_hidden_units = 64; layers = [ ... sequenceInputLayer(input_size) lstmLayer(num_hidden_units,'OutputMode','last') fullyConnectedLayer(output_size) regressionLayer]; % 训练模型 opts = trainingOptions('adam', ... 'MaxEpochs',50, ... 'GradientThreshold',1, ... 'InitialLearnRate',0.01, ... 'LearnRateSchedule','piecewise', ... 'LearnRateDropFactor',0.1, ... 'LearnRateDropPeriod',30, ... 'Verbose',0, ... 'Plots','training-progress'); trained_net = trainNetwork(X_train, Y_train, layers, opts); % 准备测试数据 X_test = []; Y_test = []; for i = n_steps:size(test_data_norm, 1) X_test = [X_test; test_data_norm(i-n_steps+1:i, :)]; Y_test = [Y_test; test_data_norm(i, :)]; end % 调整测试数据的形状 X_test = reshape(X_test, [size(X_test,1), n_steps, size(test_data,2)-1]); Y_test = reshape(Y_test, [size(Y_test,1), size(test_data,2)-1]); % 进行预测 Y_pred = predict(trained_net, X_test); % 反归一化预测结果 Y_pred = Y_pred .* max(train_data) + min(train_data); Y_test = Y_test .* max(train_data) + min(train_data); % 绘制预测结果 figure plot(Y_test(:,1), 'b') hold on plot(Y_pred(:,1), 'r') legend('真实值', '预测值') title('负荷预测结果') xlabel('时间步长') ylabel('负荷值')

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