基于粒子群优化与模糊聚类的社区发现算法

针对现有基于改进的K-means模糊聚类的社区发现算法(k-means algorithm for community structures detection based on fuzzy clustering,NKFCM)执行效率较差的问题,将粒子群算法与模糊聚类算法相结合提出了基于粒子群优化与模糊聚类的社区发现算法(community detection algorithm based on particle swarm optimization and fuzzy clustering,PFCM).该算法首先进行迭代运算,找出初始聚类核心,利用以云模型为运行条件的粒子群优化算法确定最优聚类核心与最佳社区个数,最后利用模糊聚类算法(fuzzy c-means algorithm,FCM)进行具体的社区划分.理论解析与测试结果表明:该算法发现网络社区的准确性较高,且与NKFCM算法相比,PFCM在处理网络数据时执行效率获得了极大地提升.     

基于偶对约束和马氏距离的半监督模糊聚类算法

研究了基于偶对约束的半监督模糊聚类,将马氏距离引入到半监督模糊聚类SCAPC(semi-supervised fuzzy clustering algorithm with pairwise constraints)中,获得了一种新的半监督模糊聚类目标函数,通过求解优化问题,提出了一种基于偶对约束和马氏距离的半监督模糊聚类算法M-SCAPC(Modified-SCAPC).针对选择的标准数据集和人工数据集,对提出的算法M-SCAPC进行了实验研究,并与FCM(fuzzy C-means)、AFCC(active fuzzy constrained clustering)和SCAPC算法的聚类性能进行了比较,表明了提出的算法M-SCAPC在收敛速度和正确率方面的有效性.     

基于马氏距离的模糊聚类优化算法——KM-FCM

为了解决以欧氏距离作为相似性准则的传统模糊聚类算法对多维数据处理不利的问题,采用马氏距离代替欧氏距离,对基于马氏距离的模糊聚类算法进行优化研究,以增强基于马氏距离的模糊聚类算法的聚类效果和能力。通过构造启发式搜索与k-means算法结合的初始优化方法,利用可以自动调节最佳聚类数的有效性函数,提出了一种优化算法KM-FCM,并将此新算法与FCM,FCM-M,M-FCM聚类算法在3个标准数据集上进行了实验。结果表明,KM-FCM算法有效,聚类精度比FCM,FCM-M,M-FCM高,对高维数据聚类识别能力强,具有全局优化作用,并且聚类个数无需提前设定。新算法可为基于马氏距离的模糊聚类算法的优化提供参考。     

Fuzzy entropy image segmentation based on particle swarm optimization

Particle swarm optimization is a stochastic global optimization algorithm that is based on swarm intelligence. Because of its excellent performance, particle swarm optimization is introduced into fuzzy entropy image segmentation to select the optimal fuzzy parameter combination and fuzzy threshold adaptively. In this study, the particles in the swarm are constructed and the swarm search strategy is proposed to meet the needs of the segmentation application. Then fuzzy entropy image segmentation based on particle swarm optimization is implemented and the proposed method obtains satisfactory results in the segmentation experiments. Compared with the exhaustive search method, particle swarm optimization can give the same optimal fuzzy parameter combination and fuzzy threshold while needing less search time in the segmentation experiments and also has good search stability in the repeated experiments. Therefore, fuzzy entropy image segmentation based on particle swarm optimization is an efficient and promising segmentation method.     

改进粒子速度和位置更新公式的粒子群优化算法

针对粒子群优化算法求解精度低、局部搜索能力差、进化后期收敛速度慢等问题,本文提出一种改进粒子速度和位置更新公式的粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm with improved particle velocity and position update formul...     

PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法*

为了避免陷入梯度法局部极值以提升模糊聚类算法聚类性能,提出PSO高斯诱导核模糊c均值聚类算法(PSO Gauss-induced kernel fuzzy c-means clustering algorithm, PSO-GIKFCM)。首先将高斯核函数应用于模糊c聚类算法(FCM)目标函数,得到高斯核模糊聚类目标函数。然后在高斯核特征空间和输入空间利用梯度法得到两空间聚类中心,将特征空间聚类中心与样本的内积核矩阵代入输入空间聚类中心,从而得到高斯诱导核的聚类中心。最后在解空间利用粒子群算法(PSO)对模糊隶属度进行寻优估计,并结合目标函数和聚类中心构成PSO-GIKFCM参数估计迭代流程。PSO-GIKFCM算法基于粒子群算法保证其收敛性,聚类中心仅为模糊隶属度的函数,PSO生物进化算法在解空间全局寻找优解,且将模糊指标扩展为大于0的情况。通过仿真实验验证了所提出算法的有效性。     

改进测度下的模糊C均值三元催化器故障诊断方法

针对采用物理建模刻画三元催化器故障演化精确性不足问题,提出一种基于尾气大数据的改进测度模糊C均值(FCM,fuzzy c-means),故障诊断方法。该方法包括分数阶傅里叶变换(FRFT,fractional fourier transform)下的故障特征提取与优化、核熵成分分析(KECA,kernel entropy component analysis)下的分形故障特征降维以及改进相似测度下的FCM故障特征聚类。首先,对不同工况的尾气数据进行FRFT处理,获取三元催化器从时域到频域的精细故障信息,同时利用粒子群算法(PSO,paticle swarm optimization)选取最优的FRFT特征,并由分形算子给出相应精细特征的分形维数;其次,借助KECA对候选的高维分形特征进行维数约简;最后,将获得的故障特征提交给改进测度的FCM故障分类器完成故障诊断。数值实验结果表明,较之采用欧式距离或余弦距离的FCM方法,研究方法的故障诊断精确度更高。     

电站载物爬楼机器人的动态稳定性建模与控制

针对电站载物爬楼机器人动态稳定性的控制问题,根据爬楼特点归纳出机器人可能出现的运动模式,并利用几何与运动学等关系构建被控对象的数学模型。根据电站载物爬楼机器人上下两部分的重心距离与期望距离间的误差、误差变化率及电动推杆伸缩速度之间的关系,设计动态稳定性控制系统的控制器,即一型模糊逻辑控制器(1 type of fuzzy logic,T1FLC)。针对模糊规则参数难以确定的问题,通过量子粒子群优化(quantum particle swarm optimization,QPSO)算法优化隶属度函数参数,将QPSO优化的T1FLC与粒子群优化(particles swarm optimization, PSO)算法优化的T1FLC、未优化的T1FLC、比例-积分-微分(proportion-integral-derivative, PID)控制方法进行对比,并进一步考虑外部干扰的影响。仿真和实验结果验证了模型的准确性及控制优化方法的有效性。     

面向双馈风机的分层型免疫协同进化粒子群算法多参数辨识

双馈异步电机在实际工程运行情况下是一种高度非线性动态系统,并且由于其参数随环境的强变化性,常规方法难以实时得到其高精度参数。结合粒子群算法的高效多模态收敛性能以及免疫机理全局优化能力强等特点,研究了分层型免疫协同进化粒子群算法(co-evolutionary particle swarm optimization algorithm based on hierarchical-particle immune, HICPSO)智能计算模型参数。将该方法应用于双馈电机参数辨识与建模,提出了分层型免疫协同进化粒子群算法的双馈电机在线参数辨识。仿真结果表明该算法只需要采集控制过程中的数据,不需要数据手册的电机设计值等其他参数,且能在双馈电机运行实时跟随电机参数变化。     

基于QPSO-RBFNN的短期电力负荷预测模型

为了提高短期电力负荷预测的精度,提出了一种量子行为粒子群优化(Quantumbehaved particle swarm optimization,QPSO)算法和径向基函数神经网络(Radical basis function neural network,RBFNN)相结合的电力负荷短期预测模型。通过K-均值聚类算法确定RBFNN的基函数中心,并用粒子群优化算法优化神经网络权值,在加快RBFNN收敛速度的同时提高预测精度。以实际负荷数据进行预测验证,预测负荷的均方根误差小于0.01,验证了模型的合理性和有效性。     

基于属性加权的不完全数模糊 c 均值聚类算法

针对现有的不完全数模糊聚类算法未考虑样本各维属性对聚类贡献不同的问题,提出了基于属性加权的不完全数模糊c均值聚类算法.利用ReliefF算法评价各维属性的重要程度,通过加权欧式距离将属性权重结合入聚类,并能实现在聚类迭代过程中的缺失属性、隶属度及聚类中心的一体化求解.实验结果表明,该算法强调了重要属性在不完全数模糊聚类中的作用,能够得到更为准确的聚类结果.     

基于C-均值聚类的二层次人像聚类算法

提出一种基于C-均值聚类的二层次人像聚类算法,解决了传统硬聚类中由于每个数据只能属于某一类而使得处于类边界的数据在检索时结果准确度不高, 以及对高维大数据量数据分类时存在的模糊聚类时间和空间复杂性过大等问题. 该算法为大规模人像数据库检索提供了一种可行的分类方法, 使得分类后的人像数据在有效提高检索速度的同时保证了检索的准确度.     

一种基于核的模糊聚类算法

结合核技术与改进的模糊c均值算法聚类准则提出一 种基于核的模糊聚类算法. 通过引入核函数, 样本点被非线性变换映射到高维特征空间进行聚类, 提高了聚类性能. 同时, 算法改进了模糊c-均值聚类模型中的概率型约束条件, 使其对噪声和野值点具有较好的鲁棒性. 在真实数据和人造数据上与常用聚类算法进行了对比实验, 结果表明该算法具有较低的时间、 空间复杂度与较好的聚类性能.     

一种高效鲁棒的无监督模糊c均值聚类算法

先通过数据约简技术在不损失数据聚类结构的前提下对数据进行精简, 利用提出的近似模糊c均值聚类算法对精简后数据进行划分得到初始化中心, 再在该中心基础上通过模糊c均值聚类算法结合聚类有效性指标, 实现对数据的无监督聚类, 改进了无监督模糊c均值聚类算法聚类性能过分依赖初始化中心及大数据集下计算效率不理想的问题. 与已有算法的对比实验表明, 所提出的算法具有更高的求解精度与计算效率, 得到的聚类个数更合理.     

基于模糊关联迭代分区的挖掘优化方法研究

由于数据库存在数据量大、多维性的特点,传统挖掘方法在对数据进行处理时,无法构建精准的数学模型,容易出现部分信息丢失、分区过硬的问题。提出一种基于模糊关联迭代分区的挖掘优化方法,通过模糊C均值聚类算法对原始数据集进行预处理,过滤冗余数据,获取原始数据集的模糊分区;利用模糊关联挖掘算法获取感兴趣规则,实现数据的优化挖掘。实验结果表明,针对不同的数据集,改进的方法均具有很好的分区性能,且时间复杂性低,挖掘精度高。     

基于核的模糊c均值聚类算法的收敛性定理

利用Zangwill收敛性定理, 证明了基于核的模糊c均值聚类算法(KFCM)的收敛性. 结果表明, 当核函数在给定数据集上诱导的距离矩阵满足一定条件时, KFCM算法产生的迭代序列收敛或至少存在一个子序列收敛于KFCM聚类模型目标函数的局部极小值点或鞍点.     

基于马氏距离的K均值聚类算法的入侵检测

经典的 K 均值聚类算法是基于欧式距离的,它只适用于球形结构的聚类,而且在处理数据时不考虑变量之间的相关性和各变量的重要性差异.针对以上问题改进了 K 均值聚类算法,将马氏距离与 K 均值相结合,并在目标函数中增加变量权重因子和协方差矩阵调节因子,利用马氏距离优点有效地解决了 K 均值聚类算法的缺陷,最后通过实验证实了该方法的可行性和有效性