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聚丙烯复合材料老化数据集成学习
作者姓名:武星  高进  丁鹏
作者单位:1. 上海大学计算机工程与科学学院;2. 之江实验室;3. 上海大学材料基因组工程研究院材料信息与数据科学中心;4. 上海大学理学院
基金项目:国家重点研发计划资助项目(2018YFB0704400);;国家自然基金资助项目(52073168);
摘    要:聚丙烯复合材料老化实验周期长,且单次实验采集的数据样本少,使用传统机器学习方法进行预测的准确度较低.为了解决聚丙烯复合材料老化数据样本少与预测准确性低的问题,提出了一种虚拟样本生成(virtual sample generation,VSG)的集成学习预测方法.首先,对聚丙烯复合材料老化数据使用高斯混合模型(Gaussian mixed model,GMM)虚拟样本生成方法平滑生成验证有效的虚拟样本;然后,使用生成后的数据集建立集成学习预测模型,该模型包含随机森林(random forest,RF)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)算法、轻量级梯度提升机(light gradient boosting machine,LightGBM)算法以及分类梯度提升(categorical boosting,CatBoost)算法.实验表明:集成学习模型的LightGBM算法与CatBoost算法性能最优,在测试数据上均方误差为0.001 3与0.0001,比RF算法与XGBoost算法分别高出0.4与0.2.聚丙烯复合材料老化虚拟样本生成与集成...

关 键 词:聚丙烯复合材料  材料老化  集成学习  高斯混合模型
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