一、作品详细简介
1.1附件文件夹程序代码截图
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学行库小秘_CSDN博客编辑https://blog.csdn.net/weixin_47760707?spm=1000.2115.3001.5343
1.2各文件夹说明
1.2.1 main.m主函数文件
该MATLAB 代码实现了一个基于基于LSSVM最小二乘支持向量机的数据回归预测模型,代码实现步骤详解,主要步骤分解如下:
1. 添加工具箱路径
- 作用:将LSSVM工具箱添加到MATLAB的工作路径,确保后续可调用工具箱中的函数(如initlssvm, trainlssvm等)。
2. 数据导入与预处理
- 数据格式:共103行,前7列为特征变量,第8列为目标变量。
3. 划分训练集与测试集
- 关键点:通过randperm随机打乱数据,避免顺序偏差。
- 维度说明:
- P_train: 7×80 矩阵(7个特征,80个样本)
- T_train: 1×80 向量(目标值)
4. 数据归一化
- 目的:消除量纲差异,提升模型收敛速度和精度。
- 方法:对训练集计算缩放参数(ps_input, ps_output),测试集复用相同参数。
5. 数据转置
- 原因:LSSVM工具箱要求输入数据格式为 行=样本,列=特征。
- 转换后:p_train 变为 80×7 矩阵(80样本×7特征)。
6. LSSVM模型参数设置
- RBF核函数:$\exp\left(-\frac{|x_i - x_j|^2}{2\sigma^2}\right)$,$\sigma^2 = \text{sig2}$。
7. 模型初始化与训练
- initlssvm:初始化模型结构。
- trainlssvm:求解线性方程组 $\left[\begin{array}{cc} 0 & Y^T \ Y & \Omega + \gamma^{-1}I \end{array}\right] \left[\begin{array}{c} b \ \alpha \end{array}\right] = \left[\begin{array}{c} 0 \ \mathbf{1} \end{array}\right]$,获得支持向量权重。
8. 模型预测
- 使用训练好的模型计算预测值。
9. 数据反归一化
- 将归一化的预测值转换回原始数据范围。
10. 性能评估
(1) 均方根误差(RMSE)
- 公式:$\text{RMSE} = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i=1}^N (y_i - \hat{y}_i)^2}$。
(2) 决定系数(R²)
- 公式:$R^2 = 1 - \frac{\sum (y_i - \hat{y}_i)^2}{\sum (y_i - \bar{y})^2}$,越接近1说明拟合越好。
(3) 平均绝对误差(MAE)与平均偏差(MBE)
- MAE:预测误差绝对值的平均值(鲁棒性强)。
- MBE:预测误差的平均值(反映系统偏差)。
11. 结果可视化
(1) 预测值与真实值对比图
- 绘制训练集/测试集真实值与预测值的折线图。
(2) 散点图与理想拟合线
- 散点越靠近黑色虚线($y=x$),说明预测越准确。
关键注意事项
- 维度处理:
- 数据转置(')用于适配工具箱的输入要求(样本×特征)。
- 反归一化后需转置回原始维度以计算误差。
- 核函数选择:
- 本代码使用RBF核,可通过修改kernel参数尝试其他核函数(如多项式核、线性核)。
- 参数调优:
- gam(正则化参数)和sig2(核参数)需通过交叉验证优化,避免过拟合。
- 误差计算修正:
- 原始代码中维度转置可能引发计算错误(如T_sim1' - T_train)。建议统一为列向量计算:
此流程完整实现了LSSVM回归模型的训练、预测与评估,适用于各类回归预测任务。
图2 main.m主函数文件部分代码
1.2.2 数据集文件
数据集为Excel数据csv格式文件,可以方便地直接替换为自己的数据运行程序。原始数据文件包含7列特征列数据和1列输出标签列数据,一共包含103条样本数据,具体如图所示。
二、代码运行结果展示
该代码实现了一个基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的回归预测模型。
首先,导入数据集并随机划分为训练集(80个样本)和测试集(23个样本),对特征和目标值进行归一化处理;
其次,初始化LSSVM模型(选用RBF核函数,设置正则化参数gam=50和核参数sig2=10),训练模型并在训练集和测试集上进行预测;
最后,对预测结果反归一化后计算RMSE、R²、MAE、MBE等评估指标,并通过折线对比图和散点图可视化展示预测值与真实值的拟合效果。
三、注意事项:
1.程序运行软件推荐Matlab 2018B版本及以上;
2.所有程序都经过验证,保证程序可以运行。此外程序包含简要注释,便于理解。
3.如果不会运行,可以帮忙远程运行原始程序以及讲解和其它售后,该服务需另行付费。
4. 代码包含详细的文件说明,以及对每个程序文件的功能注释,说明详细清楚。
5.Excel数据,可直接修改数据,替换数据后直接运行即可。