基于异方差高斯过程回归的大坝变形预测模型

大坝变形是一个多因素影响下的非线性系统,具有显著的非线性、小样本和高维特点,这些变形特点导致构建精度和可靠性高的大坝变形预测模型难度较大.鉴于高斯过程(GP)学习算法能较好地解决小样本和高维数的非线性建模问题,提出基于异方差高斯过程(HGP)的大坝变形预测新模型.将HGP算法预测结果与BP神经网络(BP)、最小二乘支持...     

基于改进型混合蛙跳算法的支持回归机大坝变形预测模型

支持回归机(SVR)可以用来解决大坝变形的拟合和预测问题,且具有很好的泛化能力,其核心问题是选择适当的惩罚因子和核参数.利用基于拉丁超立方抽样(LHS)和自适应移动算子的改进型混合蛙跳算法(ISFLA)对SVR模型进行参数寻优,建立ISFLA-SVR大坝变形预测模型.通过工程算例表明:ISFLA-SVR模型具有很高的预测精度,可以应用于大坝变形预测.     

大坝变形多尺度分析ELMD-LSSVM预测模型

针对局部均值分解LMD实现过程中存在的模式混淆现象,利用局部均值分解的原理,提出一种结合总体局部均值分解(ELMD)与最小二乘支持向量机(LSSVM)方法的多尺度大坝变形预测模型.利用ELMD方法对大坝变形序列进行分解,得到其PF分量,利用最小二乘支持向量机进行外推预测,再把各PF分量的预测结果进行叠加重构,得到大坝变形预测值.通过实例验证分析,比较多元回归分析、LSSVM和ELMD-LSSVM三种模型在大坝变形监测数据处理中的拟合和预测结果.研究结果表明:ELMD-LSSVM方法能够减弱模态混叠现象的影响,充分发掘数据本身所蕴含的物理机制和物理规律,为大坝变形多尺度预测分析奠定较好的基础.     

基于人工蜂群算法的大坝变形支持向量机预测模型

为了解决支持向量机(SVM)参数优化方法在大坝变形预测中易陷入局部最优解的问题,利用人工蜂群(ABC)算法的强全局优化能力、强鲁棒性特点,将人工蜂群(ABC)算法运用到SVM参数优化中.将惩罚因子C和核函数σ作为ABC算法中的蜜源位置进行寻优,并运用到大坝的变形监测中.结果表明,基于人工蜂群算法的大坝变形支持向量机预测模型能够克服局部最优解,提升模型的拟合与预测精度.     

大坝变形蚁群聚类径向基函数神经网络安全监控预测模型

本文研究了蚁群聚类法和径向基函数神经网络的基本原理,结合大坝变形安全监控的要求,探讨了大坝变形监测数据聚类处理方法,构建了径向基神经网络隐层基函数,由此表征了大坝变形规律的影响因素与变形之间的非线性映射关系.通过上述研究,建立了大坝变形蚁群聚类径向基函数神经网络(ACC-RBF)安全监控模型.实例分析表明,所提出的模型比传统的径向基神经网络模型预测精度更高.     

AF-PGM模型在大坝变形监测中的应用

基于目前灰色理论模型在变形监测中的应用,分析了PGM(1,1)模型中的参数及其求解的方法.引入人工鱼群算法求解背景值和初始值的修正项,通过人工鱼群算法求解得到模型的最优组合值。结合大坝变形监测工程实例进行计算分析,结果表明利用人工鱼群算法(AF)求解得到的PGM(1,1)模型的背景值参数与初始值修正项对大坝变形监测的预测具有较好的效果。     

基于双阶段注意力机制的大坝变形深度学习预测模型

为提升大坝结构变形预测精度，采用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)法将变形实测序列解耦为一系列具有不同时频特征的本征模态函数，使用小波阈值消噪对高频分量平稳化处理后进行重构，利用基于双阶段注意力机制的长短期记忆网络(DA-LSTM)模型对重构变形序列进行预测。实例验证结果表明，联合CEEMDAN算法和小波阈值消噪方法能够有效识别并清洗实测数据中的异常值，提升了测值对大坝运行性态的表征能力，同时DA-LSTM模型可以充分挖掘大坝变形的滞后性和增强网络的可解释性，据此构建的变形预测模型具有优良的稳健性。     

基于EEMD-Attention-GRU的大坝变形组合预测模型

根据观测数据构建高精度的大坝变形分析模型,可以提前预知大坝行为的发展趋势.结合EEMD和Attention机制优势对GRU模型进行优化以构建大坝变形组合预测模型,旨在提高变形预测精度.首先应用EEMD对原始序列进行分解,得到一组相对平稳的分量;然后利用GRU深入挖掘各变形分量的时间相关性,引入Attention机制,在神经网络内部提取关键时序特征并传递到下一层,最终得到各分量预测结果;最后组合分量预测结果得到总的预测结果.结果表明,EEMD-Attention-GRU模型可以获得很高的变形预测精度,可为大坝行为分析提供参考.     

逐步RVM-Markov模型在大坝变形预测中的应用

相关向量机(RVM)模型具有结构稀疏化、核函数选择范围广等特点,应用到大坝变形预测中比支持向量机(SVM)模型更具优势.同时考虑到残差对预测精度的影响,引入Markov链用于预测数据修正,从而得到一种高精度的逐步RVM-Markov组合模型.在实际应用中,RVM模型的泛化能力与SVM相当,向量数量却远小于SVM模型,计算过程得到简化,Mrakov链对残差进行修正后又提高了预测精度.将上述组合模型用于大坝变形实例分析,获得了较好的回归预测效果.     

基于最小二乘支持向量机的大坝变形预测研究

大坝变形预测是风险评估的关键,而涉及因素存在高度非线性.为达到好的预测效果,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的大坝变形预测方法.在数据预处理方面,针对传统的参数平方、立方这种处理方式,提出变阶次概念;针对LSSVM交叉验证耗时过多,提出了一种简单可行的变参数方法 .为了快速获得优化结果,引入基于十进制的遗传算法.此外,为进一步提高预测精度,引入遗忘因子概念.最后,给出一个实例.     

基于优化支持向量机的带钢延伸量软测量研究

带钢退火过程中存在多变量非线性主导因素和数据噪声,难以用数学模型精确描述退火炉内带钢的延伸量.针对这一问题,提出基于核主元分析(KPCA)与免疫粒子群(ICPSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)的炉内带钢延伸量软测量方法.采用ICPSO算法避免了粒子群算法易陷入局部最优的缺陷,利用ICPSO对LSSVM进行参数寻优,通过KPCA去除样本噪声,提取输入数据样本中的非线性主元信息,建立ICPSO-LSSVM软测量模型.此方法用于退火炉内带钢延伸量预测,通过现场生产数据仿真实验进行非线性函数估计;对比其他几种现有算法,实验结果表明本文方法具有较高的预测精度.     

基于双参数最小二乘支持向量机(TPA-LSSVM)的风电时间序列预测模型的优化研究

风电时间序列预测模型的优劣直接影响风功率的应用价值,最小二乘支持向量机（least squares support vector machine,LSSVM）在处理风电预测问题上具有明显优势。提出了一种双参数算法（two-parameter algorithm,TPA）,从理论上证明了任意初始值均可线性收敛到全局最优值。调用TPA算法对LSSVM模型的惩罚因子和径向基宽度进行寻优赋值,并将训练好的TPA-LSSVM模型应用于风电预测中。仿真结果表明,与LSSVM模型、粒子群最小二乘支持向量机（PSO-LSSVM）模型、径向基函数神经网络（RBFNN）模型相比,TPA算法可以更好地实现LSSVM的参数寻优,TPA-LSSVM模型能有效提高预测精度。     

基于自适应粒子群参数优化的最小二乘支持向量机用电量预测模型

为应对当前复杂非线性的宏观经济形势与电力消耗情况,本文提出了一种自适应粒子群算法改进的最小二乘支持向量机负荷预测模型。根据粒子群中粒子的成熟程度对其进行分类,对不同类别的粒子分别采取不同的位置更新方式,可以保持粒子种群多样性,避免造成局部最优。利用自适应粒子群算法优化最小二乘支持向量机的模型参数,经过实证分析能够一定程度提高模型的预测精度,可以为中长期负荷预测工作提供一些的参考。     

改进PSO优化LSSVM的锂电池SOC估算模型

为提高锂电池荷电状态(SOC)的估算精度,提出一种改进粒子群优化(PSO)算法;对最小二乘支持向量机(LSSVM)的惩罚参数C和核函数参数σ进行寻优,建立基于改进PSO-LSSVM的锂电池SOC估算模型.对磷酸铁锂充放电实验数据进行仿真分析,结果表明:改进PSO-LSSVM模型的平均相对误差为2.96%,均方根误差为0.018,全局最大相对误差为4.79%;改进PSO-LSSVM模型明显提高锂电池SOC估算精度.     

混沌时间序列的LSSVM预测方法

结合相空间重构理论,提出运用最小二乘支持向量机(LSSVM)建立混沌时间序列的预测模型,并用粒子群优化(PSO)解决LSSVM参数寻优的问题.通过与RBF神经网络构建的预测模型相比较,计算预测模型的均方根误差来评价模型的性能.结果表明:采用PSO优化的LSSVM预测模型的预测精度更高.     

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。     

基于PSO优化LSSVM的出水BOD5预测建模

针对城市污水处理中有机物污染度指标BOD5缺少运行状态信息难以做到实时检测,提出了一种基于粒子群算法（PSO）优化最小二乘法支持向量机（LSSVM）的出水BOD5预测控制策略。在保证出水水质参数稳定达标条件下,提取城市污水处理过程中输入输出参数数据,通过LSSVM对被控对象出水BOD5进行建模,同时利用PSO对LSSVM模型进行参数寻优,获得最佳正则化参数γ和核函数参数σ。仿真结果说明,该模型提高了对出水BOD5值的预测精度并具有良好的泛化能力,达到了实时性的效果。     

多变量相空间重构的多核最小二乘支持向量机电力负荷预测优化策略

针对短期电力负荷在线预测问题,结合多变量相空间重构以及多核函数LS-SVM(least squares support vector machine),提出一种基于滑动窗口策略与改进人工鱼群算法(artificial fish swarm algorithm)的短期电力负荷在线预测综合优化方法。首先利用多变量相空间重构还原真实电力系统动力学特性;然后将核函数进行排列组合,从而将组合核函数的构造问题转换为权值系数的优化问题。进一步将延迟时间、嵌入维数、LS-SVM参数以及核函数权值作为整体参数向量,利用混沌自适应人工鱼群算法对训练数据预测精度的适应度函数进行优化,从而得到最优的预测模型参数。最后通过滑动时窗策略将得到的预测模型对短期电力负荷进行在线预测,结果证明了提出方法的有效性。     

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.