基于SSA优化的TCN-BiGRU-Attention光伏数据回归预测算法实现

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0 下载量 16 浏览量 更新于2024-09-29 收藏 4.35MB RAR 举报
资源摘要信息:"樽海鞘算法SSA优化时间卷积双向门控循环单元融合注意力机制TCN-BiGRU-Attention实现光伏附Matlab.rar" 1. 概述 本资源是一个Matlab仿真项目,主要目标是实现光伏数据的回归预测。该项目综合运用了樽海鞘优化算法(SSA)、时间卷积网络(TCN)、双向门控循环单元(BiGRU)和注意力机制(Attention),旨在提高预测精度并优化模型性能。 2. 技术与算法介绍 樽海鞘优化算法(SSA): 樽海鞘优化算法(Salp Swarm Algorithm, SSA)是一种新型的群体智能优化算法,受到樽海鞘群体行为的启发。在本项目中,SSA被用于优化神经网络的参数,其主要优势在于探索和利用之间的良好平衡,使其在复杂问题的全局优化中表现良好。 时间卷积网络(TCN): TCN是一种基于卷积神经网络(CNN)的新型序列模型,专为时间序列预测设计。与传统循环神经网络(RNN)相比,TCN具有更长的记忆能力和更高的训练效率。TCN通过扩张卷积核的大小,实现了对序列更远距离依赖关系的捕捉。 双向门控循环单元(BiGRU): BiGRU是一种结合了双向结构的门控循环单元,能够捕捉序列数据中的前后文信息,从而提高模型对时间序列数据的理解能力。BiGRU允许信息在序列的两个方向上流动,增强了模型对序列数据局部特征的捕捉能力。 注意力机制(Attention): 注意力机制是深度学习中的一个重要概念,它允许模型在处理数据时更加聚焦于相关信息。在本项目中,注意力机制的引入使得模型能够学习到时间序列中不同时间步的重要性,从而优化预测结果。 3. Matlab环境与适用对象 该项目提供了三个版本的Matlab环境支持:Matlab2014、Matlab2019a、Matlab2021a。这表示用户可以根据自身的软件环境选择合适的版本进行仿真和测试。 对于适用对象而言,本项目特别适合计算机科学、电子信息工程、数学等专业的大学生在进行课程设计、期末大作业以及毕业设计时使用。项目中的参数化编程方法和清晰的编程思路使得学生能够方便地进行实验和研究。 4. 作者背景与支持 项目作者是具有10年Matlab算法仿真经验的资深算法工程师,曾在大厂工作。作者擅长智能优化算法、神经网络预测、信号处理、元胞自动机等领域的算法仿真实验。对于有兴趣进行更深入讨论或需要定制仿真源码、数据集的用户,作者提供了联系方式以供进一步沟通。 5. 文件名称解析 文件名为:“【TCN-BiGRU-Attention回归预测】基于樽海鞘优化算法SSA优化时间卷积双向门控循环单元融合注意力机制TCN-BiGRU-Attention实现光伏数据回归预测附Matlab代码”,明确指出项目的目标和使用的关键技术和算法。通过文件名,用户可以直观地了解该项目的核心内容和应用场景,便于在研究或教学中快速定位和使用该项目。 6. 结语 本资源是一个针对光伏数据回归预测的综合性Matlab仿真项目,通过融合樽海鞘优化算法SSA、时间卷积网络TCN、双向门控循环单元BiGRU以及注意力机制Attention,展现了在时间序列预测中的强大功能和高效性能。该资源对相关领域的学生和研究人员具有很高的参考价值和实用价值。

Traditional network security situation prediction methods depend on the accuracy of historical situation value. Moreover, there are differences in correlation and importance among various network security factors. In order to solve these problems, a combined prediction model based on the temporal convolution attention network (TCAN) and bi-directional gate recurrent unit (BiGRU) network optimized by singular spectrum analysis (SSA) and improved quantum particle swarm optimization algorithm (IQPSO) was proposed. This model was first decomposed and reconstructed into a series of subsequences through the SSA of network security situation data. Next, a prediction model of TCAN-BiGRU was established for each subsequence, respectively. The TCN with relatively simple structure was used in the TCAN to extract features from the data. Besides, the improved channel attention mechanism (CAM) was used to extract important feature information from TCN. Afterwards, the before-after status of the learning situation value of the BiGRU neural network was used to extract more feature information from sequences for prediction. Meanwhile, an improved IQPSO was proposed to optimize the hyper-parameter of the BiGRU neural network. Finally, the prediction results of subsequence were superimposed to obtain the final predicted value. In the experiment, on the one hand, the IQPSO was compared with other optimization algorithms; and the results showed that the IQPSO has better optimization performance; on the other hand, the comparison with traditional prediction methods was performed through the simulation experiment and the established prediction model; and the results showed that the combined prediction model established has higher prediction accuracy.

2023-02-19 上传