基于最小二乘支持向量机的风速组合预测模型

探讨了基于最小二乘支持向量机的组合预测模型在风速短期预测中的可行性.该模型以BP神经网络、RBF神经网络、粒子群BP神经网络3种预测模型的风速预测值作为组合预测模型的输入,实际风速值为输出,利用最小二乘支持向量机回归算法构造风速间的非线性关系,以实现风速多步预测.将该模型的预测性能与BP神经网络组合预测模型、线性组合预测模型进行比较,通过平均绝对误差、误差平方和、平均相对误差3个指标进行评价.结果表明,最小二乘支持向量机预测模型的平均相对误差低于6%,其他误差指标也明显低于其他预测模型.因此,最小二乘支持向量机组合预测模型预测精度不仅高于任一单项预测模型预测精度,而且高于传统的线性组合预测模型与一般BP神经网络组合预测模型.验证了该模型在风速预测中的可行性.     

改进的加权最小二乘支持向量机在德士古炉温软测量中的应用

根据某企业德士古气化炉装置在线估计炉温的需要,将现场数据采样样本中的离群点分为高杠杆点和高残差点两类,将一种新的加权方法应用到最小二乘支持向量机(LS-SVM),使其对两种离群点都具有抑制作用,提高模型鲁棒性。加权最小二乘支持向量机(Weighted LeastSquare Support Vector Machine,WLS-SVM))参数的选择基于LS-SVM的最优参数,根据模型训练误差对参数进行二次寻优,进一步提高模型精度。利用测试函数验证了改进方法,对提高模型精度有明显效果;并将改进方法应用到实际生产装置的炉温软测量系统中,也取得了满意的应用效果。     

最小二乘支持向量机鲁棒回归算法研究

最小二乘支持向量机因模型学习过程中以二次损失函数为经验风险,造成学习结果对噪声特别敏感。鉴于实际问题中噪声不可避免、不可预测,且分布规律难寻,该文主要研究最小二乘支持向量机的鲁棒性增强算法,以提高其抵抗噪声与异常值的能力。通过分析得知,样本的局部异常因子与噪声大小间具有很大的相关性,因此提出了用于非线性回归问题的局部异常因子概念;并将其应用于最小二乘支持向量机模型学习时最优损失函数的确定中,提出了基于样本局部异常因子的直接加权最小二乘支持向量机鲁棒回归算法。为验证所提出算法的性能,该文最后以2个典型非线性对象为例,将其与原最小二乘支持向量机、文献中已有的基于预估噪声分布的加权最小二乘支持向量机进行了对比。对比结果表明,所提出的直接加权最小二乘支持向量机算法具有更好的鲁棒性。     

基于WLS-SVM的飞机状态监控与预测方法

介绍了加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)在时间序列预测中应用的基本方法,给出了一维时间序列建模预测的一般框架。提出采用BIC准则选取嵌入维数,并给出了基于统计量的模型性能评价方法。针对飞机发动机的典型状态参数,分别进行基于加权最小二乘支持向量机和AR模型的建模与预测,给出了详细的比较结果。试验表明,由于加权最小二乘支持向量机采用了新型的结构风险最小化准则,因而表现出优秀的推广能力,可预测区间较长且具有较高的准确度。     

果酒品质评价的自适应量子粒子群LS-SVM模型

针对BP神经网络和遗传算法对果酒品质预测存在速度慢和精度低的缺点,建立了一种基于量子行为粒子群算法(QPSO)的最小二乘支持向量机(LS-SVM)的果酒品质预测模型。模型通过引入粒子的进化度和聚合度,动态调整收缩扩张因子,从而实现了算法的动态自适应性。仿真结果表明:基于自适应量子粒子群的LS-SVM果酒品质评价预测模型优于所比较的BP神经网络和最小二乘支持向量机两种模型,具有较好的泛化性能和预测精度。     

基于优化最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模分析

数控机床热误差是降低加工精度的主要因素之一.针对热误差建模问题, 结合布谷鸟算法的随机莱维飞行机制和最小二乘支持向量机结构风险最小化与线性规划等优点, 提出基于布谷鸟算法优化最小二乘支持向量机的热误差建模方法.在最小二乘支持向量机将低维非线性问题转化为高维线性问题时, 构建了混合核函数.同时,采用布谷鸟算法对最小二乘支持向量机惩罚因子γ、核宽度参数σ和混合核权值λ进行了优化.以GMC2000A机床为实验对象, 分别对热误差数据进行了聚类分析和建模分析.通过误差预测对比分析得出结论, 基于布谷鸟算法优化混合核最小二乘支持向量机建立的误差模型取得了良好的预测效果, 且明显优于BP神经网络模型和未优化的最小二乘支持向量机模型的预测效果.     

基于支持向量机的软测量建模方法的应用

利用基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的软测量建模方法,通过工业现场数据来对丁二烯精馏装置建立软测量模型.对于该软测量模型,支持向量机方法比BP神经网络方法具有更好的泛化能力.研究结果表明,基于最小二乘的支持向量机建模方法是一种有效的软测量建模方法.     

基于近红外光谱技术模拟测定真菌发酵过程中的红色素

应用近红外光谱技术,基于偏最小二乘法、支持向量机法、随机森林法和BP神经网络法建立了红色素含量的分析预测模型,通过对模型参数进行比较选取了最优预测模型,并利用实测样品对模型进行了验证.结果表明,利用随机森林模型进行发酵液中红色素的估算,其精度要高于利用偏最小二乘法,BP神经网络法和支持向量机法模型对于发酵液中红色素含量的估算.     

基于GM-LS-SVM层级模型的数控机床热误差建模

为了更精确地对数控机床热误差进行预测及补偿以提高其加工精度,针对单独使用灰色模型或最小二乘支持向量机模型进行机床热误差建模的不足,并利用这2种模型在数据不同处理阶段的优点,提出一种基于灰色模型和最小二乘支持向量机层级模型的数控机床热误差建模方法。根据机床关键点温度数据和热误差数据,首先建立多个不同数据序列长度的机床热误差灰色模型作为前处理层,然后把经过前处理层前处理的热误差和实测热误差分别作为最小二乘支持向量机模型的输入和输出,作为后处理层,以进行预测精度校正。利用该方法在一台精密卧式加工中心上进行建模实验,并与单独使用灰色模型、最小二乘支持向量机模型和BP神经网络模型进行预测精度对比分析。研究结果表明:基于灰色模型和最小二乘支持向量机层级模型的数控机床热误差建模方法具有更高的预测精度和更强的泛化能力。     

基于文化差分进化算法的最小二乘支持向量机及QSAR建模

针对最小二乘支持向量机最佳算法参数难以确定的缺陷,提出了基于文化差分进化算法的最小二乘支持向量机(Cultural Differential evolution Algorithm Least Square Support Vector Machine,CDE-LSSVM)。该算法通过新型的文化差分进化算法优化确定最小二乘支持向量机核宽度参数和惩罚系数,建立具有良好预测性能的模型。同时,针对药物定量构效关系(Quantitative Structure-Activity Relationships,QSAR)模型具有高度非线性、变量之间存在相关性的特征,采用CDE-LSSVM建立HIV-1蛋白酶抑制剂的药物定量构效关系模型。模型具有很好的拟合精度与预测精度,且优于最小二乘支持向量机、BP神经网络和径向基神经网络。     

自适应加权最小二乘支持向量机的空调负荷预测

为了提高建筑空调负荷的预测精度,在分析空调负荷主要影响因素的基础上提出了一种基于自适应加权最小二乘支持向量机(AWLS-SVM)的建筑空调负荷预测方法。该方法根据预测误差的统计特性,采用基于改进正态分布加权规则,自适应地赋予每个建模样本不同的权值,以克服异常样本点对模型性能的影响。建模过程中采用粒子群优化(PSO)算法对模型参数进行优化,以进一步提高模型预测精度。基于DeST模拟数据将AWLS-SVM方法应用于南方地区某办公建筑的逐时空调负荷预测中,并与径向基神经网络(RBFNN)模型、LS-SVM模型及WLS-SVM模型作比较,其平均预测绝对误差分别降低了51.84%、13.95%和3.24%,并进一步基于实际空调负荷数据将该方法应用于另一办公建筑的逐日空调负荷预测中。预测结果表明:AWLS-SVM预测的累积负荷误差为4.56MW,亦优于其他3类模型,证明了AWLS-SVM具有较高的预测精度和较好的泛化能力,是建筑空调负荷预测的一种有效方法。     

离子液体的无限稀释活度系数测量过程分析

摘要：离子液体受到结构上不对称性、静电作用等多种作用影响,系数特征容易发生形变,传统的测量方法在干扰状态下,很难准确测量。提出一种新的无限稀释活度系数测量模型(MCS-SVM)。通过实验测量与无限稀释活度系数相关的溶质参数,并将它们分成为训练集和测试集;然后将训练集输入到一种最小二乘支持向量机分类模型,并进行的活度系数,完成最优的无限稀释活度系数测量消除测量误差。仿真结果表明,相对于传统测量方法,该模型可以准确描述无限稀释活度系数与溶质参数的非线性关系,提高了无限稀释活度系数的测量精度。     

非线性Hammerstein-Wiener模型辨识预测控制

为解决工业过程控制领域中非线性系统的模型辨识与预测控制问题,提出一种基于BP神经网络模型的预测控制策略,采用一种分段最小二乘支持向量机辨识Hammerstein-Wiener模型系数的方法建立非线性预测控制器.利用BP神经网络训练预测控制输入序列和拟牛顿算法求解非线性预测控制律,从而实现了一种基于支持向量机Hammerstein-Wiener辨识模型的非线性预测控制算法.仿真实验验证了该算法的有效性和可行性.     

利用蜂群算法优化的区域高程拟合精度分析

针对最小二乘支持向量机拟合法的拟合参数难以选取的问题,提出将人工蜂群算法引入最小二乘支持向量机建立高精度区域拟合模型的方法。人工蜂群算法可对最小二乘支持向量机中的参数进行全局性追踪搜索,模仿蜜蜂的采蜜过程,将参数的初选值作为蜜源,最小二乘支持向量机预测的平均平方误差作为目标函数,在一定范围内经过迭代更新确定最佳参数,最终建立精度较高的全球定位系统(GPS)高程拟合模型。实验结果表明,相比常规最小二乘支持向量机拟合法,ABC-LSSVM组合方法构建的拟合模型精度提高了28%,在此同时,该组合方法比BP神经网络拟合法的收敛效果更高、稳定性更佳,证明了ABC-LSSVM组合方法在GPS高程拟合模型构建中的有效可行性,为GPS高程拟合模型的建立提供一定的参考价值。     

On-line Weighted Least Squares Kernel Method for Nonlinear Dynamic Modeling

Support vector machines （SVM） have been widely used in pattern recognition and have also drawn considerable interest in control areas. Based on rolling optimization method and on-line learning strategies, a novel approach based on weighted least squares support vector machines （WLS-SVM） is proposed for nonlinear dynamic modeling. The good robust property of the novel approach enhances the generalization ability of kernel method-based modeling and some experimental results are presented to illustrate the feasibility of the proposed method.     

基于直觉模糊最小二乘支持向量机的变压器故障诊断

针对基于溶解气体分析的变压器故障诊断数据具有小样本、 贫信息且故障诊断结果易受样本中噪声影响的特点, 提出一种直觉模糊最小二乘支持向量机算法(IFLS-SVM). 先进行相关算法的推导, 并设计了基于IFLS SVM的多类分类器, 然后借助Matlab软件实现了电力变压器的相关故障实例诊断, 最后将其诊断结果与LS-SVM
的几种多分类算法及BP神经网络的诊断结果进行比较. 实验结果表明, IFLS-SVM诊断效果较好, 抗噪性较强.     

基于改进最小二乘支持向量机的导弹备件消耗预测

在系统分析武器装备备件预测方法研究现状和导弹备件消耗特点的基础上,提出把粗糙集、熵权法、自适应粒子群优化算法与加权最小二乘支持向量机的组合预测模型应用于导弹备件消耗预测的构想。首先阐述了粗糙集、信息熵、自适应粒子群优化算法和加权最小二乘支持机的基本原理,并改进了自适应粒子群优化算法的搜索方式和最小二乘支持向量机的加权方法;然后建立了基于粗糙集、熵权法和自适应粒子群优化加权最小二乘支持向量机的导弹备件消耗预测模型,并分析了其实现过程。实例结果表明,所建立的组合预测模型在进行导弹备件消耗预测时具有较高的精度和重要的实用价值。     

Support vector machine based on chaos particle swarm optimization for fault diagnosis of rotating machine

The performance of the support vector machine models depends on a proper setting of its parameters to a great extent. A novel method of searching the optimal parameters of support vector machine based on chaos particle swarm optimization is proposed. A multifault classification model based on SVM optimized by chaos particle swarm optimization is established and applied to the fault diagnosis of rotating machines. The results show that the proposed fault classification model outperforms the neural network trained by chaos particle swarm optimization and least squares support vector machine, and the precision and reliability of the fault classification results can meet the requirement of practical application. It indicates that chaos particle swarm optimization is a suitable method for searching the optimal parameters of support vector machine.