爆破振动对边坡稳定性影响的FA-IGA-LSSVM模型

为对矿山开采爆破过程中边坡的稳定性进行预测,将因子分析、免疫算法及最小二乘支持向量机相结合,共提取爆破振幅、主频率、主频率持续时间、岩石重度、粘聚力、边坡角、边坡高度7个影响指标.通过因子分析对样本数据进行降维,提取出一个公共因子.利用实际测量的29组样本数据对模型进行训练,构建基于因子分析和IGA-LSSVM的边坡稳定性预测模型;采用回代估计法对模型进行检验,误判率为3/29.使用其他5组样本检验模型的泛化能力,同时与基本最小二乘支持向量机进行对比,结果表明:所得模型的预测精度高于基本最小二乘支持向量机,预测结果的误判率为0.     

基于相空间重构和支持向量机的小麦条锈病预测方法

小麦条锈病预测对小麦灾害的预防和控制具有十分重要的意义.本文使用相空间重构和最小二乘支持向量机相结合的方法对成都市小麦条锈病发病率进行预测.实验中使用成都地区的气象数据作为模型的输入参数,发病率作为模型的输出参数,对20例发病病例样本进行预测,得到了比较好的预测效果.实验中还与简单最小二乘支持向量机预测结果作了对比,结果表明,相空间重构和最小二乘支持向量机结合的模型预测准确率明显高于简单最小二乘支持向量机,因此本模型对小麦条锈病预测是十分有效的.     

爆破振动对矿山边坡稳定性影响的预测

针对矿山爆破过程中爆破点附近的边坡稳定性问题,应用因子分析和免疫最小二乘支持向量机方法,选取爆破振幅、主频率、主频率持续时间、岩石重度、粘聚力、内摩擦角、边坡角、边坡高度、孔隙水压力等为影响因素.对相关性较高的因素进行因子分析,提取公共因子,建立爆破振动对矿山边坡稳定性影响的免疫最小二乘支持向量机预测模型.利用24组爆破数据作为学习样本进行训练,并采用回代估计法进行检验,误判率为1/12.用另外10组数据作为测试样本进行预测,同时通过与其他预测模型预测结果进行对比,验证本文所得模型在边坡稳定性预测中具有更高的准确度.研究结果表明:所得预测模型泛化误差满足精度要求,预测结果的误判率仅为1/10,优于其他预测模型.     

采用最小二乘支持向量机的部分相依函数型线性模型估计与应用

提出一种基于无截断Bartlett核函数的重构方法,有效避免长期方差函数估计方法面临的核函数与窗宽选择问题,并将其应用到部分相依函数型线性模型中.利用考虑函数型数据相依性的最小二乘支持向量机对模型进行参数估计,数值模拟结果表明:与未考虑函数型数据相依特征的最小二乘估计方法相比,提出的考虑函数型数据相依性的最小二乘支持向量机估计方法能更稳健地估计向量系数,有效提高样本外的预测精度;将部分相依函数型线性模型应用到上证指数开盘价的预测中,得到较好的预测效果.     

基于支持向量机的线性模型鲁棒参数估计

探讨了基于支持向量机的线性系统参数估计问题,利用最小二乘支持向量机来估计自回归滑动平均模型(ARMA)的参数,并在理论上证明了在高斯噪声下比最小二乘估计方法具有更小的均方差;随后利用标准支持向量机来估计ARMA的参数,并利用它的性质从理论上分析了其对大噪声和小噪声的鲁棒性.仿真结果表明支持向量机方法能有效克服样本中的异常点和噪声对参数估计的干扰,比最小二乘估计方法具有更好的鲁棒性.     

基于贝叶斯最小二乘支持向量机的时用水量预测模型

为解决传统最小二乘支持向量机采用交叉验证确定模型参数耗时长的问题，提出利用贝叶斯置信框架推断最小二乘支持向量机的模型参数．通过第1级推断确定最小二乘支持向量机的权矢量w和偏置项b，通过第2级推断确定模型的超参数μ和ξ，通过第3级推断的模型对比自动选择核函数的系数．根据时用水序列具有周期性和趋势性的特点，建立了基于贝叶斯推断最小二乘支持向量机的时用水量模型．实例分析结果表明，与基于传统最小二乘支持向量机和基于BP网络的预测模型相比，基于贝叶斯最小二乘支持向量机的时用水量预测模型的建模速度更快，预测精度更高．     

加权最小二乘支持向量机与最小二乘问题的关系

研究了加权最小二乘支持向量机与最小二乘法的关系．证明了用加权最小二乘支持向量机作函数估计与在特征空间中用最小二乘法得到的解是一致的．加权最小二乘支持向量机选择核相当于最小二乘法选择基函数组．由此提出了采用加权最小二乘支持向量机解决最小二乘法问题的思想,保证解具有良好的推广性、鲁棒性与稀疏性．     

基于自适应最小二乘支持向量机的预测函数控制

提出一种基于最小二乘支持向量机在线建模的自适应函数预测控制算法.该方法提出一种新样本与模型节点的相似性计算方法,结合预测误差与过程先验知识给出控制模型节点的加入准则,使其自适应调整模型的复杂度,保证模型系数的稀疏性,有效地提高建模的精度和速度;给出增加节点和删除最早节点时最小二乘支持向量机模型更新的在线递推形式;基于局部在线最小二乘支持向量机的线性化模型,给出了自适应预测函数控制算法.以pH中和控制作为仿真实例,结果表明该算法的有效性.     

土坡稳定性分析的SVM方法

根据支持向量机方法的基本原理,结合20个典型土坡工程实例,建立了边坡稳定性的支持向量机预测模型,并应用该模型对部分边坡工程的稳定性进行了预测,预测结果与实际边坡稳定性状态相吻合,从而说明了支持向量机方法在边坡稳定性分析中的有效性.     

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。     

基于模糊最小二乘支持向量机的发酵过程建模研究

青霉素发酵过程具有时变性和高度非线性,对菌体浓度等的在线测量十分困难。最小二乘支持向量机建模,虽然提高了预测速度,但是预测精度有所欠缺。为提高预测精度,本文在最小二乘支持向量机中引入模糊思想,采用一种基于类中心距离的模糊隶属度函数,为青霉素发酵过程菌体浓度建立预测模型。原理分析与仿真结果表明模糊最小二乘支持向量机建模方法相比于单一的最小二乘支持向量机建模,它的预测精度高,性能更加优越。     

基于矢量基学习的自适应迭代最小二乘支持向量机回归算法

为增强最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归建模的稀疏性、鲁棒性和实时性,在加权LS-SVM的基础上,提出了基于矢量基学习的自适应迭代回归算法。在训练过程中,该算法通过矢量基学习和自适应迭代相结合的方法得到1个小的支持向量集,同时采用加权方法确定权值以减小训练样本中非高斯噪声的影响。回归学习和动态系统辩识的仿真结果表明:在回归建模精度相似的情况下,该算法确定的支持向量为全部学习样本的4.9%~8.9%,训练时间为标准LS-SVM的0.011%~0.383%;由于能够鲁棒跟踪时变非线性系统的动态特性,适合在线实时训练;可进一步用于非线性系统的建模和实时控制研究。     

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。     

基于粒子群优化的LS-SVM短期风电功率预测研究

风电的波动性、间歇性和随机性导致风电功率预测时间较长、误差较大;为提高预测精度,缩短预测时间,采用粒子群算法(PSO)对最小二乘支持向量机(LS-SVM)算法进行参数寻优,进而建立优化预测模型进行仿真;结果表明:优化的模型比RBF和LS-SVM具有更高的预测精度.     

基于小波包熵的轴承状态监测和早期故障诊断技术

滚动轴承是旋转机械中最常用的轴承之一。但其早期故障诊断仍是亟待解决的问题。研究旨在通过基于小波包熵的状态监测技术提早发现轴承的早期故障,进而利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)精确诊断轴承的故障类型。利用加速轴承寿命试验台的轴承全寿命数据和故障轴承数据验证了方法的有效性和实用性。结果表明,相比传统监测指标,小波包熵有较好的早期预警能力;结合小波相对能量指标,LS-SVM能快速有效地诊断滚动轴承早期故障。     

稀疏最小二乘支持向量机及其应用

提出基于特征向量选择(feature vector selection,FVS)的稀疏最小二乘支持向量机(sparse least squares support vector machine,SLS-SVM)模型,解决最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LS-SVM)稀疏化问题。采用FVS在特征空间构建特征向量子集,对训练样本进行稀疏线性重构;将稀疏化的特征向量作为支持向量,从而实现对LS-SVM稀疏化建模。将SLS-SVM模型进行弓网系统的仿真对比实验,结果表明SLS-SVM模型在取得高预报精度的同时,可实现支持向量的高度稀疏化,从而加快模型预报速度。     

基于人工鱼群优化LS-SVM的卫星钟差预报

针对导航卫星短期钟差预报精度不高的问题,提出了一种基于人工鱼群(AFSA)优化最小二乘支持向量机(LS-SVM)的卫星钟差预报方法。利用人工鱼群算法较强的全局寻优能力优化LS-SVM模型的惩罚参数和核宽度参数,避免人为选择参数的盲目性,提高了LS-SVM的泛化能力和预报精度。选取IGS产品中4颗典型卫星的钟差数据,分别采用人工鱼群优化LS-SVM模型、神经网络模型和灰色系统模型进行短期钟差预报,计算结果表明:人工鱼群优化LS-SVM模型的预报精度优于其它2种模型,尤其是在铷钟方面,预报误差在0.5 ns内,运行时间在5 min内。     

基于LS-SVM的海底微地形预测应用研究

为解决传统机器学习中模型选择、过学习与局部极小值问题,针对自然海底微地形强烈的非线性、不确定性特点,提出海底微地形的LS-SVM预测模型.采用等式约束代替不等式约束,将二次规划问题转化为求解一次线性方程组,提高了收敛速度.实验结果表明,该方法预测结果误差较小,且实时性较好,可满足建立钴结壳最佳切削深度模型的需要.     

基于PSO的氧化铝粉流量LS-SVM预测模型

针对电解铝厂生产过程中氧化铝输送流量在线测量问题,考虑到样本数据较少的因素,采用粒子群优化的最小二乘支持向量机方法,建立氧化铝超浓相输送中氧化铝粉流量的软测量模型.以粒子群优化的方法选取最小二乘支持向量机的模型参数,克服交叉验证法耗时与盲目性的问题,同时发挥最小二乘支持向量机的小样本学习能力强和计算简单的特点.通过采用实际数据进行仿真研究,结果表明,所建预测模型估计值与实际分析值吻合较好,从而验证了PSO-LSSVM预测模型对氧化铝粉流量准确估算的有效性.     

基于粒子群优化算法的相关向量机边坡稳定性分析模型

为快速获取边坡稳定性系数,及时对边坡进行稳定性评价,提出一种基于粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)的相关向量机(relevance vector machine,RVM)边坡稳定性分析模型。该模型通过选取影响边坡稳定性安全系数的6个主要因素,并对这6个主要影响因素产生的30组数据进行拟合训练,利用粒子群算法对相关向量机模型参数进行优化,选取最优参数值,根据这30组训练样本来对剩余4组样本进行精准预测。结果表明：与实际值进行对比,基于PSO-RVM模型预测的平均相对误差仅为5.64%,且建立的PSO-RVM预测模型的边坡稳定性安全系数的平均相对误差均明显优于利用BP(back propogation)神经网络和协调粒子群(coordinated particle swarm optimization,CPSO) -BP模型预测得到的平均相对误差,进一步为边坡稳定性预测及评价提供一种新方法。