已知负荷数据是一个24×4的数组,写一组lstm负荷预测的matlab代码,
时间: 2024-02-22 21:56:48 浏览: 69
好的,下面是一组LSTM负荷预测的MATLAB代码,假设负荷数据是一个24×4的数组,其中第一列是时间戳:
```matlab
% 加载数据
load('load_data.mat'); % 假设负荷数据是一个24×4的数组
% 划分训练集和测试集
train_ratio = 0.8; % 训练集比例
train_samples = floor(size(load_data, 1) * train_ratio); % 训练样本数量
train_data = load_data(1:train_samples, :); % 训练数据
test_data = load_data(train_samples+1:end, :); % 测试数据
% 数据归一化
train_min = min(train_data(:, 2:end), [], 'all'); % 训练数据最小值
train_max = max(train_data(:, 2:end), [], 'all'); % 训练数据最大值
train_data(:, 2:end) = (train_data(:, 2:end) - train_min) / (train_max - train_min); % 训练数据归一化
test_data(:, 2:end) = (test_data(:, 2:end) - train_min) / (train_max - train_min); % 测试数据归一化
% 构建LSTM模型
input_size = 3; % 输入维度
output_size = 1; % 输出维度
num_hidden_units = 10; % 隐藏单元数量
num_epochs = 100; % 迭代次数
batch_size = 4; % 批次大小
layers = [ ...
sequenceInputLayer(input_size)
lstmLayer(num_hidden_units)
fullyConnectedLayer(output_size)
regressionLayer];
options = trainingOptions('adam', ...
'MaxEpochs', num_epochs, ...
'MiniBatchSize', batch_size, ...
'GradientThreshold', 1, ...
'InitialLearnRate', 0.01, ...
'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...
'LearnRateDropFactor', 0.1, ...
'LearnRateDropPeriod', 50, ...
'Verbose', 0, ...
'Plots', 'training-progress');
% 训练LSTM模型
XTrain = prepareData(train_data(:, 2:end), input_size);
YTrain = train_data(:, end);
net = trainNetwork(XTrain, YTrain, layers, options);
% 测试LSTM模型
XTest = prepareData(test_data(:, 2:end), input_size);
YTest = test_data(:, end);
YPred = predict(net, XTest);
YPred = YPred * (train_max - train_min) + train_min; % 反归一化
% 计算均方根误差(RMSE)
rmse = sqrt(mean((YPred - YTest).^2));
disp(['Test RMSE: ' num2str(rmse)]);
% 绘制预测结果
figure;
plot(test_data(:, 1), YTest, '-o', 'DisplayName', 'Actual');
hold on;
plot(test_data(:, 1), YPred, '-o', 'DisplayName', 'Predicted');
xlabel('Time');
ylabel('Load');
legend('show');
```
其中,prepareData函数用于将输入数据转换为LSTM网络所需的格式:
```matlab
function X = prepareData(data, input_size)
% 将输入数据转换为LSTM网络所需的格式
% data: 输入数据,形状为(N, M)
% input_size: 输入维度
N = size(data, 1) - input_size + 1;
X = zeros(N, input_size, size(data, 2));
for i = 1:N
X(i, :, :) = data(i:i+input_size-1, :);
end
end
```
这段代码中,我们首先加载负荷数据,然后将数据划分为训练集和测试集,再对数据进行归一化处理。接着,我们构建了一个简单的LSTM模型,包括一个sequenceInputLayer、一个lstmLayer、一个fullyConnectedLayer和一个regressionLayer。我们使用Adam优化器进行训练,并设置了一些训练参数,如迭代次数、批次大小等。然后,我们将训练数据和标签转换为LSTM网络所需的格式,并使用trainNetwork函数进行训练。最后,我们使用测试数据测试模型,并计算均方根误差(RMSE)来评估模型的性能。最后,我们绘制了测试数据的实际负荷和LSTM模型的预测负荷。
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