特征选择和SVM训练模型的联合优化

提出了特征选择和支持向量机(SVM)训练模型的联合优化方法,利用特征选择和训练模型的互相依赖关系来提高SVM性能.该方法包括3个关键技术 优化目标是提高SVM性能,它是由ξα-estimate方法计算出来的; 用一个二进制向量表示特征选择,用混合核函数和折中控制参数来表示训练模型; 用演化算法来求解联合优化问题.通过使用入侵检测标准数据,比较了联合优化、单独优化和分开优化方法以及遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)的使用效果.结果表明 联合优化方法能更好地提高SVM性能,并且收敛速度更快; GA的效果比PSO要好.     

基于DTCWT与GA改进稀疏分解的轴承故障诊断

为解决滚动轴承故障信号信噪比低、故障特征难以提取的问题,提出一种双树复小波分解(DTCWT)与遗传算法(GA)相结合的改进稀疏分解方法.首先,采用双树复小波对轴承振动信号进行分解,并结合峭度最大准则提取包含冲击特征的最优分量,对该分量进行稀疏重构,实现强噪声信号的深度降噪、故障冲击特征的重构;然后,针对稀疏分解在处理高维复杂信号时计算效率低的问题,使用遗传算法优化基于匹配追踪(MP)算法的寻优过程,提升信号的重构效率;最后,提出基于残差信号包络熵的终止准则以合理选取迭代次数.经仿真与实验验证,与传统的稀疏分解相比,该方法能在强噪声背景下自适应地提取故障信号中的冲击特征,实现滚动轴承的故障识别.     

改进支持向量机对污水处理厂运行状况的故障诊断

针对污水处理厂运行时故障数据不平衡性和代价敏感等特点,构造风险泛函RWLOO(α)来改进支持向量机(Support vector machine,SVM);并用遗传算法(GA)对风险泛函求全局最优.在GA对RWLOO(α)寻优过程中,SVM的几个参数以及核函数同时进行最优化.结果表明:用改进的SVM对污水处理厂的故障数据进行分类时,比未经改进的SVM错分类率低16.5%.     

基于差分进化和核主元分析的燃气轮机故障检测

燃气轮机气路部件的状态检测参数具有极强的非线性,其故障特征难以提取,而利用传统核主成分分析(KPCA)进行故障检测难以对核参数进行科学取值,从而降低故障检测的准确性.针对该问题,论文提出了基于优化混合核的核主元分析故障检测算法(DE-KPCA).首先建立动态权值混合核函数,通过调节核函数的权重比实现全局映射和局部映射优化组合.以样本检测精度作为优化目标,对混合核参数进行逐次优化.最后构造了基于优化混合核函数的主元异常状态检测方法,实现对燃气轮机气路故障的在线检测.本文通过对双轴涡喷发动机气路故障仿真的验证,证明了该方法相较传统KPCA检测,能够实现核参数的科学取值且对燃气轮机气路故障检测具有更高的准确性和实用性.     

新型PSGA算法在通航物流系统效能优化中的应用

为提升对时间效率要求较高的通航物流系统整体运行效能,设计和提出了一种新型变种群极搜索遗传算法(PSGA).通过在算法逻辑结构上对传统遗传算法(GA)进行重新设计,同时创新性地设计和引入一种适应度调和因子,使PSGA的算法效率较传统GA算法有了明显提升.经过2个不同复杂度的函数寻优测试显示,PSGA在效率上分别高出GA35.35%和43.50%;最后,通过实际案例应用表明,PSGA的收敛效率高出GA25代,优化精度高出GA1.46.测试与应用结果说明,PSGA算法在通航物流系统效能优化中具有较好的有效性和适用性.     

基于局部近邻标准化和主多项式算法的故障检测

针对工业过程的非线性和多模态特征,提出了一种基于局部近邻标准化(local neighborhood standard ization,LNS)和主多项式分析(principal polynomial analysis,PPA)结合的故障检测算法。首先,将样本数据通过局部近邻标准化(local neighbor standardization,LNS)算法,对每个样本构建k近邻数据集;然后应用k近邻数据集的均值和方差对当前样本进行标准化处理;最后使用PPA对已经标准化处理后的样本建模,计算出T2和SPE统计量,并确定控制限进行故障检测。LNS算法能够去除数据中的多模态特征,而PPA算法能够有效的处理非线性数据,因此LNS-PPA方法能够提高具有多模态非线性特征的工业过程故障检测能力。将该方法应用于多模态非线性数值例子和田纳西伊斯曼(TE)化工过程,并将测试结果与主元分析法(principal component analysis,PCA)、主多项式分析法进行对比,其结果能够有效验证LNS-PPA的优越性。     

自交叉遗传算法

传统的双亲遗传算法能够通过交叉运算,实行基因重组,从而得到问题的有效解.但这种算法只是注重了不同染色体间组合的有效性,对于染色体本身的特性没有研究.通过引入单亲遗传算法的交叉运算,发现两者的结合能够有效地提高遗传算法的效率,从而提出了自交叉遗传算法(self cross GA).通过对比传统的遗传算法(GA)求解函数优化问题的表现,证明该算法具有更好的精确度和收敛性.     

基于GA优化BP神经网络辨识的Volterra级数核估计算法

为取得更有效的船舶运动预报效果,提出了一种利用遗传算法(GA)优化单输出三层反向传播(BP)神经网络辨识Volterra级数核的算法.在船舶航行姿态时间序列的混沌特性识别基础上,分析了GA、BP神经网络和Volterra级数模型的特征.利用GA优化BP神经网络获得最优的初始权值和阈值,根据BP神经网络算法求得最终的最优权值和阈值.进行Taylor级数分解,得到Volterra级数各阶核,对船舶的横摇运动时间序列进行多步预报.仿真实验表明:所提方法预报精度高、时间长,具有有效性和适应性.     

独立分量分析和遗传算法相结合的运动想象频带优化

对结合独立分量分析(independent component analysis,简称ICA)和遗传算法(genetic algorithm,简称GA)的运动想象脑电(motor imagery electroencephalogram,简称MI-EEG)特征检测及其优化方法开展研究.设计了基于ICA的MI-EEG分类算法.在此基础上,针对不同受试个体,用GA算法对运动想象诱发的事件相关去同步(event-related desynchronization,简称ERD)频段进行优化选择,用以改善运动想象脑-机接口(brain-computer interface,简称BCI)系统的识别率.实验结果表明,基于ICA的GA算法特征优化方法具有较好的可靠性和实用性,可用于在线BCI的设计与实现.     

一种新的群搜索优化实现算法

针对群搜索优化（GSO）算法存在的不足,提出一种新的GSO实现算法（NRGSO）.采用5个300维和7个30维的测试函数对NRGSO算法进行数值实验,并将其与GSO算法、微粒群优化（PSO）算法、遗传算法（GA）、进化规划（EP）、进化策略（ES）进行比较.结果表明,NRGSO算法的性能优于GSO算法;而在解决高维和多模态函数的优化问题方面,其性能优于PSO、GA、EP和ES等算法.NRGSO算法改进了群搜索优化原实现方法的不足,提高了算法的搜索性能,不仅在高维函数的优化中表现卓越,还能有效地避免陷入局部次优,并且在实际的优化问题中应用方便.     

一种自适应Morlet小波滤波方法及其在滚动轴承早期故障特征提取中的应用

针对滚动轴承早期故障信号微弱,故障特征难以提取的问题,提出了一种基于混洗蛙跳算法(shuffled frog leaping algorithm,SFLA)的自适应Morlet小波滤波方法.首先利用自相关分析去除宽频随机噪声,然后通过SFLA优化Morlet小波的滤波参数,获得在最小信息熵下的中心频率和滤波带宽.由自适应Morlet小波滤波器获得的滤波信号,其中的冲击成分可以很好地被表征.最后对滤波后的信号做包络谱分析即可提取滚动轴承的故障频率.实验表明,自适应Morlet小波滤波方法可以成功地从低信噪比信号中提取出周期冲击特征,对于滚动轴承早期故障振动信号,能够有效地提取冲击特征频率实现滚动轴承早期故障诊断.     

基于粒子群优化的核主元分析的故障检测方法

目的提出使用粒子群优化(PSO)方法进行核参数优化,获得混合核KPCA的故障检测方法.方法引入多项式核函数和高斯径向基核函数的混合核方法,使用PSO对各参数同时进行优化,得到最优的混合核函数,再与PCA相结合,得到基于PSO优化的KPCA.结果根据混合非线性主元特征计算出的T2和SPE统计量,实现故障检测.并且其故障检测率高于径向基KPCA,时间成本低于多项式KPCA.结论通过田纳西-伊斯曼(TE)测试过程以及电主轴系统的应用实例说明了KPCA方法的可行性与实用性.     

一种约束多模态函数优化免疫遗传算法

通过引入局部检测函数,将约束多模态优化问题转化为约束多目标优化问题.进而,基于克隆选择原理和Pareto控制概念,提出一种求解该多目标优化问题的免疫遗传算法.算法设计中,基于非控制分层和小生境思想,产生具有足够多样性的进化群体,进而依据克隆选择原理和基因互换机理设计进化模块,对进化子群进行岛屿式进化,力求获得问题的所有...     

径向基概率神经网络结构的遗传优化

运用遗传算法(GA)来优化设计径向基概率神经网络(RBPNN)结构，优选了隐中心矢量和优化求取对应的核函数控制参数．提出的染色体编码方式，充分体现了所选隐中心矢量在模式样本空间中的数量及位置分布，同时还包含了相适应的棱函数控耕参数信息．新构造的适应度函数不仅有效地控制了网络输出的误差精度，而且还能够使得RBPNN结构优化趋于最简．将IRIS分类问题用于检验该算法的有效性并与ROLSA和MKM进行了比较研究，结果表明，GA的优化效率最高，而且GA优化后的RBPNN在推广能力方面也没有明显下降．     

基于神经网络正向模型和遗传算法的涡流检测自然裂纹形状重构

提出了一种基于神经网络正向模型与遗传优化算法从疲劳裂纹涡流检测(eddy current testing, ECT)信号重构裂纹形状的方法.人工制作了疲劳裂纹试样,利用一种小波分析方法对采集的疲劳裂纹ECT信号进行了去噪预处理并提取了信号特征.随后通过破坏性检测方法获得了裂纹的真实形状.在建立疲劳裂纹参数化模型基础上,利用经过处理的裂纹ECT信号和裂纹形状参数样本库对径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络进行训练.遗传算法首先创建大量表示裂纹形状参数个体的初始种群,输入经过训练的神经网络,得到对应的ECT预测信号,然后运用遗传策略进行迭代反演优化,搜索裂纹形状最优解.重构结果表明该方法具有快速、精确的优点.     

基于小波包和改进多元LS-SVM 的滚动轴承故障模式识别

为了实现对故障轴承的特征提取和对故障特征的准确分类,该文提出了应用小波包变换与改进的多元最小二乘支持向量机(LS-SVM)相结合进行滚动轴承故障模式识别的方法.首先,利用小波包对滚动轴承振动信号进行分解和重构,并构造特征向量;然后,针对传统的单个核函数不能兼顾学习能力和泛化能力的缺点,提出了应用混合核函数对多元LS-SVM进行改进的算法;最后,将特征向量作为输入,分别应用于常用核函数和基于混合核函数的多元LS-SVM对滚动轴承故障类型进行仿真判别对比实验.结果证明了所设计方法的有效性.     

基于小波包能量谱及SVM算法的轴承故障检测

针对小波分析在故障诊断时的局限性,将小波分析和支持向量机算法相结合,提出基于小波包能量谱及支持向量机算法(SVM)的故障检测方法.该方法以振动信号小波包分解后各子频带的能量作为故障检测特征,利用SVM算法对轴承故障进行检测实验.结果表明:小波包能量谱能有效地反映轴承信号特征,并对故障进行检测.该方法同基于Lipschitz指数熵、单奇异点检测,以及小波包能量谱与神经网络相结合的故障检测方法进行比较,检测率均优于其他三种常用方法.     

解平面四杆机构约束优化问题的改进遗传算法

以平面四杆机构约束优化设计这一实际问题为背景,针对传统遗传算法(GA)存在的问题,提出了一种新的将柯西机(CM)和遗传算法相结合的改进遗传算法(MGA)．数值计算结果表明,该算法避免了GA算法中的早熟收敛问题,可获得四杆机构参数优化问题的最优解,并且还具有收敛速度快等特点．     

一种免疫进化算法及仿真研究

遗传算法(GA)作为一种高效并行随机搜索方法,具有很好的全局寻优能力;但是GA存在易陷入局部最优、个体多样性不足等缺点.正是基于GA的诸多问题,定义了一种计算抗体相似度和选择概率的新方法,并在遗传算法的基础上借鉴生物免疫系统的免疫记忆、浓度调节、抗体促进与抑制等机理以及分组变异思想,提出了一种新的免疫遗传算法.该算法用于优化复杂函数以及PID控制器,并与其它算法进行了比较.实验结果表明,该算法具有很好的全局收敛性能和搜索速度快等优点.     

基于量子粒子群优化算法的PID参数控制

针对传统PID算法参数最优或接近最优确定较为困难,提出一种量子粒子群(QPSO)优化PID参数的算法,并用平方误差矩积分函数作为适应度判据,以克服PID算法自适应能力较差及遗传算法(GA)优化效率不高,其局部搜索能力较弱的缺陷。并使用伺服电动机数学模型进行仿真,结果表明量子粒子群优化PID参数速度快,避免早熟缺陷,同时表明了所提出算法的有效性和所设计控制器的优越性。