说明:这是一个机器学习实战项目(附带数据+代码+文档),如需数据+代码+文档可以直接到文章最后关注获取 或者私信获取。
1.项目背景
在当今的数据驱动时代,准确且高效的预测模型对于解决复杂问题至关重要。极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)作为一种新兴的单隐层前馈神经网络算法,因其快速的学习速度和良好的泛化性能而受到广泛关注。ELM不需要调整网络的输入权重和隐含层偏差,只需设置网络结构参数即可一次性确定输出权重,极大地简化了训练过程并减少了计算成本。本项目旨在探索基于MATLAB实现的ELM在数据回归预测中的应用潜力。通过利用ELM处理实际数据集,如环境监测、金融市场预测等领域,我们希望验证其在不同场景下的有效性与可靠性,并为相关领域的研究人员提供一种新的高效建模工具。此外,该项目还将探讨如何优化ELM的参数配置以进一步提升模型性能,从而推动ELM技术在更多实际问题中的广泛应用。
本项目实现了基于MATLAB的极限学习机ELM的数据回归预测方法应用。
2.数据获取
本次建模数据来源于网络(本项目撰写人整理而成),数据项统计如下:
编号 |
变量名称 |
描述 |
1 |
x1 |
|
2 |
x2 |
|
3 |
x3 |
|
4 |
x4 |
|
5 |
x5 |
|
6 |
x6 |
|
7 |
x7 |
|
8 |
x8 |
|
9 |
x9 |
|
10 |
x10 |
|
11 |
y |
因变量 |
数据详情如下(部分展示):
3.数据预处理
3.1 查看数据
使用head()方法查看前五行数据:
关键代码:
3.2数据缺失查看与描述统计
使用summary()方法查看数据信息:
从上图可以看到,总共有11个变量,数据中无缺失值,共2000条数据。
关键代码:
4.探索性数据分析
4.1 因变量分布直方图
用histogram()方法绘制直方图:
4.2 相关性分析
从上图中可以看到,数值越大相关性越强,正值是正相关、负值是负相关。
5.特征工程
5.1 建立特征数据和标签数据
关键代码如下:
5.2 数据集拆分
按照80%训练集、20%测试集进行划分,关键代码如下:
6.构建极限学习机ELM回归模型
主要实现了基于MATLAB的极限学习机ELM的数据回归预测方法应用,用于目标回归。
6.1 构建模型
编号 |
模型名称 |
参数 |
1 |
ELM回归模型 |
0 |
2 |
50 |
|
3 |
'sig' |
7.模型评估
7.1评估指标及结果
评估指标主要均方根误差等等。
模型名称 |
指标名称 |
指标值 |
ELM回归模型 |
训练时间 |
0.078 秒 |
测试时间 |
0.000 秒 |
|
训练RMSE |
31.70 |
|
测试RMSE |
31.59 |
从上表可以看出,均方根误差为31.59,说明模型效果较好。
关键代码如下:
8.结论与展望
综上所述,实现了基于MATLAB的极限学习机ELM的数据回归预测方法应用,最终证明了我们提出的模型效果良好。此模型可用于日常产品的预测。