超高创新!强化学习+深度学习单变量时间序列预测MATLAB代码
2026/6/17 17:19:29 网站建设 项目流程

基于强化学习自动选择最优深度学习模型的时间序列预测。代码通过强化学习智能体在LSTM、BiLSTM、GRU三种模型中选择最佳模型,然后进行单变量时间序列预测和性能评估。

算法步骤

  1. 数据预处理阶段
    • 导入数据
    • 构建时间序列样本(滑动窗口方法)
    • 划分训练集和测试集(70%训练,30%测试)
    • 数据归一化处理
  2. 强化学习模型选择
    • 创建DQN(深度Q网络)智能体
    • 定义状态空间(特征维度)和动作空间(三种模型选择)
    • 训练智能体选择最优模型类型
    • 评估三种模型并选择奖励最高的模型
  3. 深度学习模型训练
    • 根据强化学习选择结果构建对应网络:
    • LSTM:长短期记忆网络
    • BiLSTM:双向长短期记忆网络
    • GRU:门控循环单元
    • 使用Adam优化器训练选定模型
  4. 预测与评估
    • 对训练集和测试集进行预测
    • 计算多种性能指标
    • 生成可视化分析图表






.rtcContent{padding:30px;}.lineNode{font-size:10pt;font-family:Menlo,Monaco,Consolas,"Courier New",monospace;font-style:normal;font-weight:normal;}%% 仿真验证t_sim1=predict(net,p_train);t_sim2=predict(net,p_test);%% 数据反归一化T_sim1=mapminmax('reverse',t_sim1',ps_output);T_sim2=mapminmax('reverse',t_sim2',ps_output);T_sim1=double(T_sim1);T_sim2=double(T_sim2);%% 查看网络结构analyzeNetwork(net)%% 均方根误差error1=sqrt(sum((T_sim1-T_train).^2)./M);error2=sqrt(sum((T_sim2-T_test).^2)./N);%% 相关指标计算% R2R1=1-norm(T_train-T_sim1)^2/norm(T_train-mean(T_train))^2;R2=1-norm(T_test-T_sim2)^2/norm(T_test-mean(T_test))^2;disp(['训练集数据的R2为:',num2str(R1)])disp(['测试集数据的R2为:',num2str(R2)])% MAEmae1=sum(abs(T_sim1-T_train))./M;mae2=sum(abs(T_sim2-T_test))./N;disp(['训练集数据的MAE为:',num2str(mae1)])disp(['测试集数据的MAE为:',num2str(mae2)])%% 平均绝对百分比误差MAPEMAPE1=mean(abs((T_train-T_sim1)./T_train));MAPE2=mean(abs((T_test-T_sim2)./T_test));disp(['训练集数据的MAPE为:',num2str(MAPE1)])disp(['测试集数据的MAPE为:',num2str(MAPE2)])% MBEmbe1=sum(T_sim1-T_train)./M;mbe2=sum(T_sim2-T_test)./N;disp(['训练集数据的MBE为:',num2str(mbe1)])disp(['测试集数据的MBE为:',num2str(mbe2)])%均方误差 MSEmse1=sum((T_sim1-T_train).^2)./M;mse2=sum((T_sim2-T_test).^2)./N;disp(['训练集数据的MSE为:',num2str(mse1)])disp(['测试集数据的MSE为:',num2str(mse2)])

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