woa-lssvm回归预测

时间: 2023-10-01 14:06:02 浏览: 51
WOA-LSSVM是一种基于鲸鱼优化算法(Whale Optimization Algorithm, WOA)和局部支持向量机(Least Squares Support Vector Machine, LSSVM)的回归预测方法。 实现步骤如下: 1. 数据预处理:将数据集分为训练集和测试集。 2. 参数设置:设置WOA-LSSVM模型的参数,包括种群大小、最大迭代次数、收敛精度等。 3. WOA算法:使用WOA算法对LSSVM模型进行优化,得到最优的支持向量和相应的系数。 4. 模型训练:使用优化后的LSSVM模型对训练集进行训练,得到模型。 5. 模型预测:使用训练好的模型对测试集进行预测,得到预测结果。 6. 模型评估:使用评价指标(如均方误差、平均绝对误差等)评估模型的预测效果。 代码实现可以参考以下步骤: 1.导入必要的库和数据集 ``` import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.metrics import mean_squared_error, mean_absolute_error from sklearn.preprocessing import StandardScaler from sklearn.datasets import load_boston data = load_boston() X = data.data y = data.target ``` 2.数据标准化 ``` scaler = StandardScaler() X = scaler.fit_transform(X) ``` 3.数据集划分 ``` X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42) ``` 4.模型训练和预测 ``` class WOA_LSSVM: def __init__(self, population_size=10, max_iter=100, C=1.0, sigma=1.0, a=2.0): self.population_size = population_size # 种群大小 self.max_iter = max_iter # 最大迭代次数 self.C = C # 正则化参数 self.sigma = sigma # 高斯核参数 self.a = a # 参数a self.X_train = None self.y_train = None self.alpha = None self.b = None def woa(self, fitness_func): # 初始化鲸鱼位置和速度 positions = np.random.uniform(low=-1, high=1, size=(self.population_size, self.alpha.shape[0])) velocities = np.zeros_like(positions) best_position = None best_fitness = np.inf for i in range(self.max_iter): # 计算适应度值并更新最优位置 fitness = fitness_func(positions) if np.min(fitness) < best_fitness: best_fitness = np.min(fitness) best_position = positions[np.argmin(fitness)] a = 2 - i * ((2) / self.max_iter) # 更新参数a # 更新速度和位置 for j in range(self.population_size): r1, r2 = np.random.uniform(size=2) A = 2 * a * r1 - a C = 2 * r2 D = np.abs(C * best_position - positions[j]) velocities[j] = velocities[j] * self.a + A * D positions[j] = positions[j] + velocities[j] # 边界处理 positions[j] = np.clip(positions[j], -1, 1) return best_position, best_fitness def fit(self, X, y): self.X_train = X self.y_train = y # 计算核矩阵 K = np.exp(-((X[:, np.newaxis] - X) ** 2).sum(axis=2) / (2 * self.sigma ** 2)) # 构建优化问题的矩阵形式 H = np.dot(K, K.T) + np.eye(X.shape[0]) / self.C f = -y A = y.reshape(1, -1) b = np.array([0.0]) # 使用WOA算法优化问题 self.alpha, _ = self.woa(lambda x: np.array([np.dot(np.dot(x, H), x.T) / 2 + np.dot(f, x.T)])) # 计算b support_vector_indices = np.where(self.alpha > 1e-5)[0] self.b = np.mean(y[support_vector_indices] - np.dot(K[support_vector_indices], self.alpha * y)) def predict(self, X): # 计算核矩阵 K = np.exp(-((X[:, np.newaxis] - self.X_train) ** 2).sum(axis=2) / (2 * self.sigma ** 2)) return np.dot(K, self.alpha * self.y_train) + self.b model = WOA_LSSVM(population_size=20, max_iter=100, C=1.0, sigma=1.0, a=2.0) model.fit(X_train, y_train) y_pred = model.predict(X_test) ``` 5.模型评估 ``` mse = mean_squared_error(y_test, y_pred) mae = mean_absolute_error(y_test, y_pred) print("MSE:", mse) print("MAE:", mae) ``` 6.可视化结果 ``` plt.scatter(y_test, y_pred) plt.plot([0, 50], [0, 50], '--k') plt.xlabel('True Values') plt.ylabel('Predictions') plt.show() ``` 这样就可以使用WOA-LSSVM进行回归预测了。

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