Matlab實現(xiàn)時間序列預(yù)測分類實例代碼
Matlab從2010b版本以后,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱已經(jīng)升級為7.0,功能大大加強。在之前的版本做時間預(yù)測是比較麻煩操作的,MathWorks公司對時間序列預(yù)測做了詳細(xì)的解決,跑模型非常簡便。
下面通過一個例子演示在Matlab實現(xiàn)時間序列預(yù)測。
一、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
極客范兒在夏天吹電扇的體溫變化
時間 | 風(fēng)速 | 溫度 |
---|---|---|
0 | 1 | 37.21405 |
0.12457 | 1.01 | 37.26016 |
0.24915 | 1.02 | 37.26324 |
0.37373 | 1.03 | 37.31242 |
0.4983 | 1.04 | 37.3155 |
0.62258 | 1.05 | 37.36468 |
0.74745 | 1.06 | 37.36776 |
0.87203 | 1.07 | 37.41694 |
0.99661 | 1.08 | 37.42002 |
… | … | … |
% 原始數(shù)據(jù)讀入到Matlab中 rawData=xlsread('time_series_data.xlsx','sheet1','A2:C52); % 第一列時間,第二列風(fēng)速,第三列溫度 % yt第三列 y_t=rawData(:,3); % xt第二列 x_t=rawData(:,2);
二、時間序列預(yù)測分類
時間序列預(yù)測分為三類:
1、輸入為xt,輸出是yt
即有過去的輸入xt,也有過去的輸出yt,同時當(dāng)前的輸出不僅依賴于過去的輸入,也同時依賴于過去的輸出
過去時間段溫度的變化,預(yù)測將來某個時間溫度的變化,這種情況就是只有過去的輸出
%x_t - 時間序列輸入 %y_t - 反饋時間序列 X = tonndata(x_t,false,false); T = tonndata(y_t,false,false); % 選擇訓(xùn)練功能 % 'trainlm'通常是最快 % 'trainbr'耗時較長,但可能更適合解決挑戰(zhàn)性的問題 % 'trainscg'使用更少的內(nèi)存。適用于低內(nèi)存情況 trainFcn = 'trainlm'; % Levenberg-Marquardt反向傳播 % 創(chuàng)建一個非線性自回歸網(wǎng)絡(luò) feedbackDelays = 1:6; hiddenLayerSize = 20; net = narnet(feedbackDelays,hiddenLayerSize,'open',trainFcn); % 為訓(xùn)練和模擬準(zhǔn)備數(shù)據(jù) % PREPARETS函數(shù)為特定網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備時間序列數(shù)據(jù) % 移動時間的最小量,以聲明填充輸入狀態(tài)和層 % 使用PREPARETS允許保留原始的時間序列數(shù)據(jù)不變,同時輕松定制它的網(wǎng)絡(luò)與不同 % 具有開環(huán)或閉環(huán)反饋模式的延遲數(shù) [x,xi,ai,t] = preparets(net,{},{},T); % 建立訓(xùn)練,驗證,測試的數(shù)據(jù) net.divideParam.trainRatio = 70/100; net.divideParam.valRatio = 15/100; net.divideParam.testRatio = 15/100; % 訓(xùn)練靜態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) [net,tr] = train(net,x,t,xi,ai); % 測試神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) y = net(x,xi,ai); e = gsubtract(t,y); performance = perform(net,t,y) % 查看神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) view(net) % Plots % Uncomment these lines to enable various plots. %figure, plotperform(tr) %figure, plottrainstate(tr) %figure, ploterrhist(e) %figure, plotregression(t,y) %figure, plotresponse(t,y) %figure, ploterrcorr(e) %figure, plotinerrcorr(x,e) % 提前預(yù)測網(wǎng)絡(luò) % 利用該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多步預(yù)測 % CLOSELOOP函數(shù)將反饋輸入替換為直接輸入 % 從外部層連接 nets = removedelay(net); nets.name = [net.name ' - Predict One Step Ahead']; view(netc) [xs,xis,ais,ts] = preparets(nets,X,{},T); ys = nets(xs,xis,ais); stepAheadPerformance = perform(nets,ts,ys)
2、有x值,有y值:NARX
只有過去的輸出
如果給環(huán)境加一個風(fēng)扇,這時候有了風(fēng)速,過去時間風(fēng)速在改變,同時也在影響溫度的改變
Matlab現(xiàn)在提供時間序列預(yù)測工具箱,可以在圖形界面上進(jìn)行調(diào)參選擇,使用命令ntstool
打開時間序列預(yù)測工具箱
類似股票的模型,只知道早上9:30開市到11:30的股票行情,預(yù)測11:30之后的股票行情,不考慮任何的輸入
(1)選擇模型類型
(2)選擇輸出,只有y_t
(3)選擇70%用來作為訓(xùn)練數(shù)據(jù),15%用來作為驗證使用,15%用來測試
(4)選擇delay
(5)開始訓(xùn)練
(6)得到參數(shù)
(7)將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)出代碼
3、無x,有y值:NAR
沒有線性的輸入輸出,很少遇到這種情況
三、總結(jié)
Matlab從2010b版本以后,使用圖形界面訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)調(diào)參,生成的代碼與手敲的功能無異,Matlab時間序列預(yù)測工具箱實用而且好用。
到此這篇關(guān)于Matlab實現(xiàn)時間序列預(yù)測分類的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Matlab時間序列預(yù)測內(nèi)容請搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持本站!
版權(quán)聲明:本站文章來源標(biāo)注為YINGSOO的內(nèi)容版權(quán)均為本站所有,歡迎引用、轉(zhuǎn)載,請保持原文完整并注明來源及原文鏈接。禁止復(fù)制或仿造本網(wǎng)站,禁止在非www.sddonglingsh.com所屬的服務(wù)器上建立鏡像,否則將依法追究法律責(zé)任。本站部分內(nèi)容來源于網(wǎng)友推薦、互聯(lián)網(wǎng)收集整理而來,僅供學(xué)習(xí)參考,不代表本站立場,如有內(nèi)容涉嫌侵權(quán),請聯(lián)系alex-e#qq.com處理。