在基于迭代法的策略中,首先计算一步超前预测,然后基于一步超前预测值来预测其他数据。另一方面,在基于直接法的策略中,可以根据相同的预测模型估算一步超前或多步超前值。通常,累积误差是影响迭代法中预测精度的重要因素,而计算成本则是直接法中需要考虑的重要因素。
除此之外还提出了一些其他算法,例如多输入多输出(MIMO)方法和DirRec策略,以及多输入多输出(MISMO)预测模型等。在MIMO和MISMO算法中,主要思想是获得更高的预测精度。同时,这些方法都具有较高的计算成本。在MISMO算法中,初始预测任务通常被转换为子任务,进而使用最优解计算输出,其中算法复杂度是一个关键问题。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本方法通过采用基于图像模型的长短时记忆时间序列模型,该模型将长短时记忆神经网络预测和贝叶斯图形推理结合起来,大大减少了算法的复杂度,并采用最优估计原理和递归的算法获得更高的预测精度。同时通过采用基于概率论和贝叶斯规则提出递归运算结构,以获得更好的预测性能,该结构比现有模型更好的性能。
步骤3,将训练数据重建,得到重建的训练数据;其中基于长短时记忆网络的时间序列预测模型,构建一个多输入单输出的非线,使用重建的训练数据,计算GUR参数,并且GUR参数服从高斯分布,然后估计概率密度;首先基于梯度下降算法计算GUR参数,然后基于最大似然法估计概率密度密度。
}和测试数据{at+1,…,aT}。步骤2,基于Takens定理计算相空间重构参数:D,τ。重构过程具体为:对于一个非线性系统S,通过观测得到一组测量值x(n),n=1,2,…N。利用此测量值可以构造一组m维向量X(n)=(x(n),x(n-τ),……,x(n-(D-1)τ)) (1)
是相关维数。该过程描述即为训练数据重建过程,即将第n到n-(D-1)τ时刻数据作为系统输入数据,将n+h步数据作为系统输出数据,从而建立输入与输出数据的数据对。这些数据对将用于系统的训练。步骤4,使用重建的训练数据[x
]i=1:t,计算GUR参数Wz,Wr,W,并且该参数服从高斯分布,然后估计概率密度;具体的基于梯度下降算法计算GUR参数Wz,Wr,W;通过先验知识和大数据统计,然后通过最大化学习ML算法或极大似然法进行参数估计得到概率密度P(x,h);删去原来的P(ht,zt)等。如图2所示,为GUR模型示意图,即GUR这种自回归神经网络神经元结构,其中W代表核心单元Cell内存中权值矩阵,W(r)为输入单元的网络权值矩阵,W(z)为输出单元网路权值矩阵。具体神经网络权值计算可以通过神经网络训练算法进行计算,可依据训练数据对采用误差反传算法。步骤5,对于测试数据{a
}。根据该公式,输入xt及ht-1,通过图2中数据流及公式计算,即获得ht。步骤6,基于先验信息设置先验分布;具体的首先将GUR参数空间分成多个小区间;然后确定每个小区间的决定主观概率,决定主观概率需满足非负性公理,即对任意事件A,0≤P(A)≤1,正则性公理,即必然事件的概率为1,可列可加性公理,对可列个互不相容的事件A1,A2,A3……,得到或依据历史数据确定主观频率;然后依据主观频率得到频率直方图,在依据该直方图得到的平滑曲线,即为先验分布P(h