基于GA-ELM数控铣刀寿命预测模型研究

在加工过程中,刀具磨损状况对零件的加工质量具有重要影响,精确预测刀具寿命是智能制造系统必须具有的关键功能之一.在分析数控铣刀寿命影响因素的基础上,引入极限学习机(ELM)算法模型,建立数控铣刀寿命预测模型.在寿命预测过程中,采用遗传算法(GA)对ELM模型的输入权值和隐含层阈值进行优化,建立基于GA-ELM的数控铣刀寿命预测模型,同时将其与基本BP神经网络、优化BP神经网络和基于粒子群改进的BP神经网络的预测结果进行对比分析.结果表明,基于GA-ELM的刀具寿命预测模型相比较于其他3种算法更加优越,是一种行之有效且精度高的刀具寿命预测算法.     

一种基于粒子群优化的极限学习机

极限学习机(ELM)是一种新型的前馈神经网络,相比于传统的单隐含层前馈神经网络(SLFN),ELM具有速度快、误差小的优点.由于随机给定输入权值和偏差,ELM通常需要较多隐含层节点才能达到理想精度.粒子群极限学习机算法为使用粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)选择最优的输入权值矩阵和隐含层偏差,从而计算出输出权值矩阵.一维Sinc函数拟合实验表明,相比于ELM算法和传统神经网络算法,粒子群极限学习机算法依靠较少的隐含层节点能够获得较高精度.     

SOA优化BP神经网络的水体氨氮预测模型

为提高水体中氨氮的预测精度,本文提出一种基于SOA改进BP神经网络的预测模型。首先,采用具有较好全局搜索能力和局部搜索能力的SOA算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,防止其在训练过程中陷入局部最优值,而后采用优化后的权值和阈值作为BP神经网络的初始权值和阈值对其进行训练。仿真结果表明所提出的新模型对水体中的氨氮含量具有更高的预测精度,且提出模型的收敛速度较传统BP神经网络更快,可更好的应用于复杂水体中氨氮的预测。     

PSO-ELM在低压系统短路电流峰值预测中的应用

在短路电流早期检测的基础上,提出一种基于粒子群优化极端学习机(PSO-ELM)的短路电流峰值预测方法.利用短路电流暂态特性分析确定预测模型的输入特征量,采用粒子群算法对极端学习机的输入权值和隐层偏置进行优化,最后,将提出的预测算法应用于低压多层级实验平台,并且与传统BP、 ELM算法进行比较.实验结果表明,基于PSO-ELM模型的短路电流峰值预测方法能够在全相角范围内准确地预测短路电流峰值,可作为低压多层级系统全选择性保护的短路故障预测算法.     

短期负荷预测的集成改进极端学习机方法

首次将极端学习机(ELM)理论引入短期负荷预测领域,并以BFGS拟牛顿法对ELM网络左侧权值进行优化训练调整,形成基于迭代-解析的改进ELM预测模型.同时,采用集成技术Boosting算法,生成多个差异度大的改进ELM子网络,对其进行加权组合,构建了集成改进极端学习机预测模型.该模型不仅有效避免了极端学习机左侧权值随机给定的输出稳定性问题,而且克服了单一网络预测模型泛化能力较差等缺陷.     

基于PSO-ELM的低压系统短路电流峰值预测

针对现有短路电流预测技术的不足,在短路电流早期检测的基础上,提出一种基于粒子群优化极端学习机（PSO-ELM）的短路电流峰值预测方法。利用短路电流暂态特性的分析确定预测模型的输入特征量,采用粒子群算法对极端学习机的输入权值和隐层偏置进行优化,最后,将提出的预测算法应用于低压多层级实验平台,并且与传统BP、ELM算法进行比较。实验结果表明,基于PSO-ELM模型的短路电流峰值预测方法能够在全相角范围内准确地预测出短路电流峰值,可作为低压多层级系统全选择性保护的短路故障预测算法。     

基于粒子群优化算法的最优极限学习机

针对极限学习机隐含层神经元个数选取的问题,提出以粒子群优化算法搜索最佳隐含层神经元个数,用极限学习机模型的测试准确率作为粒子群优化算法适应值的方法(PSO-ELM)。基于手写数字数据集digits分别对比了随机设置隐含层神经元个数的极限学习机、用粒子群算法优化的极限学习机输入权重和隐层偏置的极限学习机(PSO-ELM)、传统的BP算法以及SVM算法对手写数字的识别率,对比结果表明,粒子群优化算法得到的隐含层神经元个数在极限学习机中拥有较高的准确率。     

基于IPSO-BP神经网络的坝基扬压力预测方法研究

针对坝基扬压力预测的传统BP神经网络模型初始权值和阈值随机性强、易陷入局部最优等局限,采用惯性权重动态调整的改进粒子群算法对BP网络的初始权值和阈值进行优化,建立了基于IPSO的BP神经网络坝基扬压力预测模型．通过算例验证算法的优越性及程序的准确性,并以某大坝多年扬压力监测数据进行工程实例应用,结果表明,IPSO—BP扬压力预测模型与传统BP模型相比,拟合相关系数大,统计误差小,预测精度更高．     

基于优化极限学习机的非侵入式负荷识别

在极限学习机的非侵入式负荷识别算法中,由于输入权值和隐含层阈值的随机产生容易导致误判,鉴于此,提出了一种改进的遗传算法优化极限学习机方法.对遗传算法中选择算子进行改进,改进方法为求解出个体的适应度值,并按从小到大的顺序完成排序,将排完序的种群等分成4份,按照比例从4份中择优组成新种群,对新种群中剩余个体再从适应度较大的...     

比例延迟微分方程的极限学习机算法

目的 针对比例延迟微分方程,提出一种基于极限学习机(ELM)算法的单隐藏层前馈神经网络训练方法,并将该方法推广到求解双比例延迟微分系统。方法 首先,构建一个单隐藏层前馈神经网络并随机生成输入权值和隐藏层偏置;然后,通过计算系数矩阵使其满足比例延迟微分方程及其初值条件,将其转化为最小二乘问题,利用摩尔-彭罗斯广义逆解出输出权值;最后,将输出权值代入构建的神经网络便可获得具有较高精度的比例延迟微分方程数值解。结果 通过数值实验与已有方法的结果进行比较,验证了该方法对处理比例延迟微分方程与双比例延迟微分系统的有效性,且随着选取的训练点和隐藏层节点数量增多,所得到的数值解精度和收敛速度也随之增加。结论 ELM算法对处理比例延迟微分方程以及双比例延迟微分系统具有较好的效果。     

基于混沌天牛群算法优化的神经网络分类模型

针对传统BP神经网络受初始权阈值影响大且易陷入局部极值,标准天牛须搜索算法局部搜索能力差、寻优精度低等问题,提出一种自适应步长因子的混沌天牛群算法用于优化BP神经网络分类模型。通过增加天牛种群,引入自适应步长更新策略优化天牛须搜索算法的局部搜索能力,使其跳出局部最优,提高算法的计算精度;利用Logisitic混沌映射产生新个体,替换性能较差的个体,增强全局搜索效果。为了改善BP神经网络对非均衡数据集中少数类的分类效果,采用SMOTE算法处理非均衡数据集。将改进的天牛须搜索算法用于优化BP神经网络中的初始权值和阈值,建立IBAS-BPNN（Improved Beetle Antennae Search and Back Propagation Neural Network）分类模型,提高BP神经网络分类模型的准确率。为验证分类模型的性能,将改进的BP神经网络分类模型与其他六种典型的分类算法进行比较,实验结果表明IBAS-BPNN分类模型的平均分类正确率高于其他算法。改进的混沌天牛群算法泛化能力强,鲁棒性好,具有一定的优越性。     

基于BP神经网络的手写字符识别

提出一种基于BP神经网络的手写字符的识别方法，首先建立样品库，对样品库中的样品提取特征，作为输入层的输入值,采用改进BP算法进行网络训练，不断修改权值和阈值，然后对任一输入的手写字符，运用BP神经网络进行识别,实验证明将改进的BP算法用于手写字符识别有较好的识别效果，提高了算法的收敛速度。     

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.     

改进遗传神经网络对露天矿边坡位移预测

为提高BP神经网络对边坡位移的预测精度,将遗传算法的交叉算子及变异算子改进,用以优化BP神经网络的初始权值和阈值.应用改进的遗传神经网络对安家岭露天矿1270平盘边坡位移进行预测,同时应用未改进的遗传神经网络及BP神经网络作对比分析.结果表明:改进遗传算法为BP神经网络提供了进一步优化的初始权值、阈值,应用改进遗传神经网络对安家岭1270平盘边坡位移进行预测,改进遗传神经网络的预测精度与遗传神经网络及未经优化的BP神经网络相比进一步提高,是一种可行的边坡位移预测方法.     

基于改进人工蜂群算法和极限学习机的刀具磨损监测

为了提高机械切削加工中刀具磨损量的实时监测精度,运用极限学习机建立刀具磨损监测模型,提出一种引入虚拟蜂的改进人工蜂群算法,对极限学习机随机产生的输入层权值和隐含层阈值进行优化。采用时域分析和经验模态分解,提取铣削加工中的切削力信号、振动信号以及声发射信号的时域特征和内禀模态能量比,从中选出对刀具磨损敏感的特征作为监测特征。利用建立的监测模型计算得到刀具磨损值,实验结果表明,优化后的极限学习机能够准确地预测刀具磨损值,且具有更简单的网络结构,同时改进后的蜂群算法也表现出了更好的寻优能力。     

DNA优化的BP神经网络在故障诊断中的应用

针对BP神经网络收敛速度慢和容易陷入局部极小值问题,将DNA算法和神经网络有机结合,利用DNA算法的全局搜索能力,优化网络的初始权值和阈值,解决其本身固有的两个缺陷,进而提高了BP神经网络诊断故障时的准确性和快速性。以道岔控制电路的故障诊断为研究对象,建立了基于DNA优化的BP神经网络的故障诊断优化模型,使用MATLAB仿真软件对故障诊断模型进行了仿真分析。结果表明,DNA算法优化的BP神经网络的泛化能力、诊断精确性都要优于BP神经网络。     

基于PSO-ELM的射频功率放大器行为建模

为了有效地解决原始极限学习机算法中由于网络输入参数选择的随机性而引起的在射频功放行为建模应用中的建模精度不理想以及不稳定的问题,粒子群优化的极限学习机算法首次被引入到射频功率放大器的行为建模当中.利用粒子群优化方法来选择原始极限学习机算法中单隐藏层前馈神经网络的输入参数(包括输入权重和偏置).对E类射频功放的行为建模实验结果表明,粒子群优化的极限学习机可以有效改进原始极限学习机对射频功率放大器的外部行为的建模和预测能力.     

基于改进极限学习机的纱线质量预测

由于随机给定输入权值和偏差,极限学习机(extreme learning machine,ELM)通常需要较多隐含层节点才能达到理想精度.结合粒子群算法具有全局搜索能力的优势,提出一种基于改进ELM算法的纱线质量预测模型,采用改进粒子群算法优化ELM算法的输入权值矩阵和隐含层偏差,计算出输出权值矩阵,以减少隐含层节点数.试验结果表明,相比于ELM算法,改进ELM算法能够依靠更少的隐含层节点获得更高精度,相对误差降低2.70%,可为纱线质量预测与控制提供更有效的工具,具有广泛的推广实用性.     

多层神经网络共轭梯度优化算法及其在模式识别中的应用

将神经网络总体平均误差作为目标函数,以待求的神经网络权值和阈值作为设计变量,通过设计变量合理排序与分配,提出多隐层多层神经网络权值和阈值计算的高精度真实共轭梯度最优化算法·与BP算法和梯度优化算法相比,既能实现每步迭代在搜索方向上获得最优步长保证目标函数递减,又能克服在目标点附近的振荡现象·编制出神经网络权值和阈值计算的通用程序,给出神经网络合理结构选择的基本原理·通过足球机器人位置分析算例的神经网络分析和模式识别,表明所提出算法的有效性和实际应用价值·     

基于GA-BP神经网络与敏感性分析的带钢厚度预测

为提高带钢厚度预测精度,构建了融合GA-BP神经网络和敏感性分析的T-GA-BP预测模型。首先通过循环迭代方式确定较优的BP神经网络隐含层的层数与节点数,再采用遗传算法对BP网络的权阈值进行优化。在此基础上,利用Tchaban算法进行敏感性分析,研究输入层中各工艺参数对带钢厚度的影响程度,筛选出重要参数作为新的输入样本来训练T-GA-BP神经网络模型,以降低网络复杂度。采用实际生产数据进行测试,结果表明,T-GA-BP模型的带钢厚度预测精度要高于BP、GA-BP、RBF、Elman神经网络等其他优化模型。同时,工艺参数敏感性分析结果可为轧制工艺调控方案的制定提供参考。