基于PCA和最小二乘支持向量机的软测量建模

软测量技术是解决工业过程中普遍存在的一类难以在线测量变量估计问题的有效方法,支持向量机是基于统计学习理论的一种新的机器学习方法。提出了一种基于主元分析(PCA)和最小二乘支持向量机的软测量建模方法,用主元分析对输入变量进行数据压缩,消除变量之间的相关性,简化支持向量机结构,并通过交叉验证的方法对支持向量机进行参数选择。将其用于4-CBA软测量建模的结果表明:该方法具有学习速度快、跟踪性能好以及泛化能力强等优点,为4-CBA软测量建模的在线实施提供了方便。     

基于多支持向量机的软测量模型

在许多工业过程控制系统中，软测量技术由于解决了输出变量难以测量的问题而被广泛应用。软测量技术的核心问题是建立优良的软测量数学模型，支持向量机（SVM）以其优良的泛化特性而被应用到建立软测量模型中。基于多个模型的组合可以提高模型精度和鲁棒性的思想，提出多支持向量机（MSVM）组合模型的软测量建模方法．该建模方法通过减聚类方法将输入空间划分为一些小的局部空间．在每个局部空间中用最小二乘支持向量机（LS-SVM）建立子模型．为解决子模型相互之间的严重相关问题，提高模型的精度和鲁棒性，各个子模型的预测输出通过主元递归（PCR）方法连接．仿真研究表明，采用该建模方法能够达到较好的建模效果。     

基于最小二乘支持向量机的软测量建模

软测量技术在工业过程控制中得到了广泛的应用，对保证产品质量和安全生产有很重要的作用。软测量技术的核心问题是建立优良的软测量数学模型。支持向量机是近几年发展起来的机器学习的新方法，它较好地解决了小样本、非线性、高维数、局部极小点等实际问题。本文研究了基于最小二乘支持向量机的软测量建模方法，并用交叉验证的方法进行支持向量机参数选择。将基于最小二乘支持向量机的软测量模型应用于轻柴油凝固点的预估。结果表明最小二乘支持向量机是软测量建模的一种非常有效的方法。     

基于粒子群最小二乘支持向量机的软测量建模

针对最小二乘支持向量机处理大规模样本软测量建模问题时出现模型结构复杂、失去支持向量稀疏性且正规化参数和核参数难以确定的情况,提出了一种改进的算法。利用样本间马氏距离进行样本相似程度分析,去除样本集中部分样本以简化模型结构并提高计算速度,此外应用改进的带扰动项粒子群算法优化模型参数以提高模型的拟合精度和泛化能力。将提出的改进算法用于丙烯腈收率软测量建模,研究结果表明模型精度较高、泛化性能好,满足现场测量要求。     

基于压缩感知的多核稀疏最小二乘支持向量机

为了提高稀疏最小二乘支持向量机对高维、异构数据的泛化性能,提出新型的基于压缩感知的稀疏多核最小二乘支持向量机算法。首先根据压缩感知理论,用正交匹配追踪算法对最小二乘支持向量机的支持向量进行稀疏化,再利用线性多核扩展法求出新的核函数矩阵。将新的核矩阵应用到最小二乘支持向量机,得到稀疏多核最小二乘支持向量机的解,用稀疏的支持向量实现函数回归。理论分析与数据实验对比结果表明该模型对于高维、异构数据能够更快更准确地进行训练,大大提高了模型的泛化能力和运算速度。     

最小二乘支持向量机在强化学习系统中的应用

将连续状态空间下的Q学习构建为最小二乘支持向量机的回归估计问题,利用最小二乘支持向量机良好的泛化以及非线性逼近性能实现由系统状态-动作对到Q值函数的映射。为了保证计算速度以及适应Q学习系统在线学习的需要,最小二乘支持向量机的训练样本是窗式移动的,即在Q学习系统学习的同时获取样本数据并进行最小二乘支持向量机的训练。小车爬山控制问题的仿真结果表明该方法学习效率高,能够有效解决强化学习系统连续状态空间的泛化问题。     

Modified L-P小波最小二乘支持向量机及在动态系统辩识中的应用

为了提高动态系统的辩识品质,提出了-种新的可调带宽多维支持向量小波核函数-modifiedL-P小波核函数.理论E证明了这种核函数是满足平移不变核定理的支持向量核函数.由于该核函数具有平移伸缩正交性,而且适用于信号的局部分析、信噪分离和突变信号的检测,从而提升了支持向量机的泛化性能.应用Modified L-P小波核作为最小二乘支持向量机的核函数,可以简化计算复杂性,提高学习效率.回归实验和动态系统辩识的仿真结果表明,Modified L-P小波核函数最小二乘支持向量机的建模和逼近能力优于基于L-P小波核函数或高斯核函数最小二乘支持向量机,更适合工程应用.     

基于机理知识与最小二乘支持向量机的诺西肽发酵过程混合建模方法

提出了一种综合先验机理知识与最小二乘支持向量机的发酵过程混合建模方法。机理知识由两部分组成,一部分是表示发酵过程的质量平衡方程;另一部分是简单的过程参数估计模型。采用最小二乘支持向量机模型对这种简单估计模型进行校正,弥补它的不精确性。这种混合模型被应用到诺西肽发酵过程中进行生物量浓度、基质浓度与产物浓度的估计中,结果表明加入先验机理知识的混合模型增加了单纯的支持向量机模型的泛化能力。     

直升机旋翼自转着陆过程的支持向量机模型

把支持向量机方法引入到直升机智能化建模领域,用支持向量机建立了直升机自转着陆过程的旋翼转速模型,并采用序列最小优化算法求解.与神经网络模型相比,直升机的支持向量机模型具有结构简单、运算速度快、泛化能力高等特点.理论分析和仿真结果表明,应用支持向量机建立直升机的仿真模型是切实可行的.     

基于GA优化小波LS-SVR的惯性器件故障预报

为了提高最小二乘支持向量回归机的性能,将Morlet小波核函数引入其中,形成了最小二乘小波支持向量回归机模型。利用待优化的参数重构模型的目标函数和约束条件,并在此基础上通过遗传算法进行参数选择,从而提高了该模型的泛化能力。将最小二乘小波支持向量回归机应用于导弹陀螺仪的漂移趋势预测,仿真实验结果表明了该方法的有效性和可行性,因此可以为陀螺仪的故障预报、可靠性辅助决策提供依据。     

基于KPCA与LSSVM的网络控制系统时延预测方法

针对网络控制系统中随机时延很难精确预测的问题,首次将核主成分分析（kernel principal component analysis, KPCA）与最小二乘支持向量机（least squares support vector machine, LSSVM）结合对随机时延进行预测,KPCA对输入随机时延序列降维,消除重复性与噪声,减少LSSVM的运算量,降维后的时延序列通过LSSVM算法预测时延值。仿真结果表明,基于KPCA与LSSVM的时延预测方法的预测精度高于其他的预测方法。     

混沌粒子群混合优化算法的研究与应用

为使粒子群优化算法(PSO)初始粒子均匀分布在解空间,分析了混沌运动的遍历性并根据粒子间欧式距离大小改进了PSO初始种群提取方法。提出了一种混沌粒子群混合优化算法,该算法将优化过程分成两阶段,两分群分别采用PSO算法和混沌优化算法同时进行。对四个高维复杂函数寻优测试表明算法的鲁棒性、收敛速度和精度,全局搜索能力均优于常规PSO。将提出的改进算法用于乙烯收率软测量建模,应用结果表明模型精度较高、泛化性能好。     

Information compression and speckle reduction for multifrequency polarimetric SAR images based on kernel PCA

Multifrequency polarimetric SAR imagery provides a very convenient approach for signal processing and acquisition of radar image. However, the amount of information is scattered in several images, and redundancies exist between different bands and polarizations. Similar to signal-polarimetric SAR image, multifrequency polarimetric SAR image is corrupted with speckle noise at the same time. A method of information compression and speckle reduction for multifrequency polarimetric SAR imagery is presented based on kernel principal component analysis （KPCA）. KPCA is a nonlinear generalization of the linear principal component analysis using the kernel trick. The NASA/JPL polarimetric SAR imagery of P, L, and C bands quadpolarizations is used for illustration. The experimental results show that KPCA has better capability in information compression and speckle reduction as compared with linear PCA.     

最小二乘支持向量机分类器的高稀疏化及应用

为减少训练完毕之后的最小二乘支持向量机的分类计算量,借鉴神经网络的快速剪枝策略,提出了一种新的稀疏化算法:HS-LSSVM。它在主成分分析基础上,筛选出样本子集作为支持向量,它们既包含较多核函数矩阵信息,又相互独立性强,具有较好的代表性。算法将其余个体的信息转移至支持向量上,在实现高度稀疏化的同时,良好地保持了LSSVM的分类性能,并能适用于多类问题。对多个分类问题的测试表明,HS-LSS-VM具有稀疏率高,分类性能强,且稀疏化速度较快等优点。     

改进的模糊神经网络应用于投标报价

针对模糊神经网络规则膨胀导致的网络训练速度慢和泛化能力弱的缺陷,提出了一种改进的基于T-S模型的模糊神经网络的结构和算法。网络结构包括前件和后件网络二部分,本文在后件网络中增加了一个隐含层以提高计算能力,在前件网络中运用了有效模糊规则选取的方法以提高收敛速度。最后将提出的网络结构应用于建筑工程的投标报价中,仿真结果证明:该网络能达到更高的误差精度、更快的训练速度和更好的泛化能力。     

基于LS-SVM的特征提取及在凝点软测量中的应用

提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)回归算法的特征提取新方法,并将其成功应用于柴油凝点近红外(NIR)光谱软测量建模。在该方法中,将特征提取公式表达成与LS-SVM回归算法相同的形式,这样就能通过LS-SVM求取最优的特征投影向量。用一个含120个样本的401维柴油近红外光谱数据集进行测试,通过该方法提取后,原始光谱数据集的特征被降到了6维并保留了原有99.58%的信息。同时,用该数据建立的软测量模型具有更快的学习速度和更高的测量精度。实验结果验证了所提的特征提取新方法应用于近红外光谱特征提取的可行性和有效性。