谷氨酸发酵过程的混合建模

针对谷氨酸发酵过程时变、非线性、模型的不确定等问题,提出一种综合机理知识与改进最小二乘支持向量机的发酵过程混合建模方法.采用改进最小二乘支持向量机模型对动力学模型估计值进行校正,弥补动力学模型的不精确性.将混合模型应用到谷氨酸发酵过程的谷氨酸质量浓度、基质质量浓度与菌体质量浓度的预测估计中,结果表明混合模型提高了单纯的机理模型的预测精度.     

最小二乘Littlewood-Paley小波支持向量机在发酵过程建模中的应用

针对谷氨酸发酵过程一些关键参数不能在线测量而导致的建模精度不高问题,利用最小二乘支持向量机(LSSVM)和小波的理论,建立了一种新的模型.首先,选取Littlewood-Paley小波函数作为LS-WSVM的核函数,进而设计出最小二乘小波支持向量机(LS-WSVM),然后利用该算法对谷氨酸发酵过程进行建模.通过实际应用,实现了对残糖浓度、菌体浓度、谷氨酸浓度等不能在线测量变量的较准确预测,相对于LSSVM建模而言,提高了一个数量级,预测误差也明显得到改善,说明了该建模方法的有效性,具有一定的推广和应用价值.     

基于自适应加权最小二乘支持向量机的青霉素发酵过程软测量建模

针对生化过程软测量建模过程中样本数据可能包含的测量误差对模型性能的影响,提出一种自适应加权最小二乘支持向量机(Adaptive weighted least squares support vector machine,AWLS-SVM)回归的软测量建模方法。该方法基于最小二乘支持向量机模型,根据样本拟合误差,并结合改进的正态分布赋权规则,自适应地为每个建模样本分配不同的权值,以降低随机误差对模型性能的影响;同时采用混沌差分进化—模拟退火(Chaos differential evolution simulated annealing,CDE-SA)算法对模型参数进行优化选择,以提高模型的泛化能力。仿真实验表明,AWLS-SVM模型的预测精度及鲁棒性能优于最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine,LS-SVM)和加权最小二乘支持向量机(Weighted least squares support vector machine,WLS-SVM)。利用Pensim仿真平台的数据,将AWLS-SVM方法用于青霉素发酵过程软测量建模,获得了较好的效果。     

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PCA和LS-SVM的软测量建模与应用

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现实时在线检测和高维数据处理的问题,提出了将主元分析与最小二乘支持向量机相结合的软测量建模方法,并利用该方法建立了工业阿维菌素发酵过程中的菌丝浓度软测量模型.主元分析方法的引入,有效地提高了最小二乘支持向量机软测量模型的精度和泛化能力.应用结果表明,该方法与基于径向基函数神经网络软测量模型相比具有有效性和优越性.     

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.     

最小二乘支持向量回归机在股指预测中的应用

最小二乘支持向量机作为支持向量机的扩展,将支持向量机求解二次规划问题转化线性方程组,具有结构简单、易于求解、待定参数少的特点,可大大加快建模速度。本文将最小二乘支持向量机模型应用于上证180指数和香港恒生指数收盘价的预测。实验结果表明,该模型具有学习速度快,预测精度较高的优点,适用于股指预测。     

基于支持向量机的生物发酵过程软测量建模

针对最小二乘向量机的缺陷,提出了一种改进的最小二乘支持向量机回归方法.根据输入变量和样本点间欧氏距离的大小,去除回归模型中大部分的样本点,从而获得回归模型的“稀疏”特性,大大提高计算速度.同时,将这一方法应用于生物发酵过程,建立了青霉素发酵过程中产物浓度的软测量模型,实现了青霉素浓度的在线预估.仿真结果表明,这一方法为生物发酵过程中难于在线测量质量参数的实时监测提供了一个有效的手段.     

基于多核对称最小二乘支持向量机的永磁同步电机混沌建模

针对永磁同步电机在一定情况下呈现混沌特性且混沌模型难以精确获得的情况,提出了一种基于多核对称最小二乘支持向量机的回归建模方法.在最小二乘支持向量机模型中增加对称性的约束条件,构成对称最小二乘支持向量机.将多核学习的方法与对称最小二乘支持向量机相结合,构造由多个基本核函数线性组合而成的新的等价核,用于建立永磁同步电机的混沌回归模型.仿真结果表明,与一般最小二乘支持向量机相比,该方法能够降低单个核函数的选择对建模精度的影响,提高混沌建模精度.     

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。     

高炉炉料结构分析及性价评估体系的研究及应用

在系统推导物、热平衡计算模型的基础上,结合线性规划方法,以高炉用料成本最低为目标,以满足高炉冶炼的物、热及化学约束为条件,以通过冶金性能试验和基于遗传算法+最小二乘支持向量机的自优化智能模型预测得到的炉料冶金性能指标为辅助参考,建立了炉料结构分析及性价评估体系。该体系可有效实现高炉含铁炉料结构成本优化、冶金性能指标预测和分析以及含铁炉料和喷吹煤粉的定量化性价评估。     

基于LS-SVM的边坡稳定性预测研究

针对边坡工程稳定性估计的复杂性,将最小二乘支持向量机引入到边坡稳定性估计的研究中,分别建立了边坡安全系数预测的最小二乘支持向量机模型和边坡稳定状态预测的最小二乘支持向量机模型,以实例数据为学习样本和测试样本,讨论了基于最小二乘支持向量机的边坡稳定性分析方法及其可行性．该方法具有一定的工程参考和实用价值．     

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。     

最小二乘支持向量机在API预测中的应用

传统的空气污染指数预测模型大多是以影响空气污染指数的重要气象因子作为输入,使用BP神经网络进行建模,模型的预测精度低且收敛速度慢.针对空气污染指数时间序列的非线性及多分辨率特性,提出了一种空气污染指数的最小二乘支持向量机预测模型.首先利用小波变换对原始的空气污染指数时间序列进行多尺度分解,以各尺度上的小波单支重构序列和重要的气象因子作为输入,然后使用该模型对兰州地区的空气污染指数进行了预测,最后讨论了模型参数的优化方法并使用网格法对两个参数进行了优化.仿真结果表明,与传统的BP神经网络预测模型相比,该模型具有更高的预测精度、更快的收敛速度及更好的稳定性.     

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。     

直觉模糊支持向量机

传统的模糊支持向量机难以区分具有相同隶属度的稀疏样本点和稠密样本点,进而可能降低分类精度.为了解决此类问题,利用直觉模糊集和模糊支持向量机,构建了直觉模糊支持向量机.仿真实验结果表明:与传统的支持向量机和模糊支持向量机相比,直觉模糊支持向量机的分类结果更精确.     

后验概率加权的模糊隶属度函数

模糊支持向量机(FSVM)中的模糊隶属度函数确定一直是一个难点问题。针对支持向量分类机对噪声数据或孤立点非常敏感的问题,受贝叶斯决策理论的启发,结合样本密度特性,研究样本点相对于同类和异类的关系,对各样本点分布的紧密程度给出了描述,构造了样本点的后验概率与样本密度的加权方法,提出了一种新的加权模糊隶属度函数构造。该方法避免了对噪声数据和孤立点的检测。通过建立基于提出模糊隶属函数的FSVM进行仿真,实验表明,提出的模糊隶属度函数构造的后验概率加权方法的有效性。     

改进的双隶属度模糊支持向量机

针对传统的支持向量机( SVM)中存在对噪声和孤立点敏感,容易产生过拟合的问题,提出一种新的模糊隶属度函数设计方法——基于密度法的双隶属度模糊支持向量机方法(DM-FSVM).该方法不仅考虑样本到类中心的距离,同时根据样本点到类中心的距离将样本分为两类,类中心附近样本点的隶属度由该样本点到类中心的距离确定,而对于远离类...     

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。