飞机的QAR数据中有很多参数,其中,飞机重量,N1转速,温度,高度,风速,风向,速度,加速度都会对飞机油耗造成影响,但这些参数相互之间也会产生影响,如何能通过一个LSTM神经网络预测模型排除参数之间的相互影响,分析单因素对油耗的影响。写出matlab 实现代码
时间: 2024-05-09 11:15:01 浏览: 304
首先,需要准备好训练数据和测试数据。训练数据应该包含各个参数的取值以及对应的油耗,测试数据则只需要各个参数的取值即可。
接下来,可以使用MATLAB中的LSTM神经网络工具箱来建立模型。可以按照以下步骤进行:
1. 导入数据:使用MATLAB中的导入工具导入训练数据和测试数据。
2. 数据预处理:对训练数据进行归一化处理,并按照时间序列进行排列。
3. 设计LSTM网络:选择合适的网络结构并设置超参数,如神经元数量、学习率、迭代次数等。
4. 训练模型:使用训练数据训练LSTM网络模型。
5. 预测模型:使用测试数据进行预测,得出单因素对油耗的影响。
下面是一份简单的MATLAB代码示例:
```matlab
% 导入数据
train_data = csvread('train_data.csv');
test_data = csvread('test_data.csv');
% 数据预处理
[train_data_norm, train_data_norm_setting] = mapminmax(train_data');
train_data_norm = train_data_norm';
% 将训练数据按照时间序列进行排列
time_step = 10;
X_train = [];
Y_train = [];
for i = 1:size(train_data_norm, 1)-time_step
X_train(:,:,i) = train_data_norm(i:i+time_step-1, 1:end-1);
Y_train(:,i) = train_data_norm(i+time_step, end);
end
% 设计LSTM网络
input_size = size(X_train, 2);
output_size = size(Y_train, 1);
hidden_size = 32;
layers = [ ...
sequenceInputLayer(input_size)
lstmLayer(hidden_size, 'OutputMode', 'last')
fullyConnectedLayer(output_size)
regressionLayer];
options = trainingOptions('adam', ...
'MaxEpochs', 500, ...
'MiniBatchSize', 64, ...
'InitialLearnRate', 0.01, ...
'LearnRateSchedule', 'piecewise', ...
'LearnRateDropPeriod', 250, ...
'LearnRateDropFactor', 0.1, ...
'GradientThreshold', 1, ...
'Shuffle', 'every-epoch', ...
'Plots', 'training-progress');
% 训练模型
net = trainNetwork(X_train, Y_train, layers, options);
% 预测模型
test_data_norm = mapminmax('apply', test_data', train_data_norm_setting)';
X_test = test_data_norm(:, 1:end-1);
Y_test = test_data_norm(:, end);
Y_pred = predict(net, X_test);
% 还原预测结果
Y_pred = mapminmax('reverse', Y_pred', train_data_norm_setting)';
Y_test = mapminmax('reverse', Y_test', train_data_norm_setting)';
% 输出单因素对油耗的影响
coef = zeros(size(test_data, 2)-1, 1);
for i = 1:size(test_data, 2)-1
[p, S] = polyfit(test_data(:,i), Y_test-Y_pred, 1);
coef(i) = p(1);
end
disp(coef);
```
代码中使用了一个含有一个LSTM层和一个全连接层的神经网络,输入为10个时间步的参数值,输出为下一个时间步的油耗值。在训练模型时使用了Adam优化器,并设置了一些超参数。在预测模型时使用测试数据得到预测结果,并将其还原为实际值。最后,通过简单的线性回归计算各个参数对油耗的影响系数,并输出结果。
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