基于混合优化策略的自回归—滑动平均模型建模

自回归—滑动平均(ARMA)模型参数估计一直是ARMA模型建模问题的难点和重点,目前的模型参数估计方法都采用传统最小二乘法及其推广算法,预测精度低。采用基于混合优化策略的遗传模拟退火算法进行ARMA模型参数估计,克服了传统算法的缺点,并在此基础上利用遗传模拟退火算法可以确定ARMA阶次的特点,提出基于混合优化策略的ARMA模型建模方法。利用这种建模方法和传统建模方法对组合炮控系统精度进行建模比较,证明基于混合优化策略的ARMA模型建模方法收敛快,精度高。

基于自回归滑动平均模型的风力发电容量预测

利用时间序列分析法对富锦风电场风电机组发电容量时间序列进行分析,通过长自回归模型法建立了基于这些数据的自回归模型(AR)和自回归滑动平均模型(ARMA)。在建模过程中,采用3种定阶方法分别建立了不同的ARMA模型,并在对比分析了不同模型的优缺点之后对其进行加权平均综合处理,最终得到较理想的预测模型,使风力发电容量短期预测的归一化平均绝对误差降到7%以内。

自回归滑动平均建模中观测噪声方差估计的新方法

目前的自回归滑动平均(ARMA)建模方法由于只利用了观测数据的高阶自协方差构建Yule-Walker方程,而没有利用观测数据的低阶自协方差信息,导致观测噪声方差的估计精度不高,并且在自回归(AR)阶次p小于或等于滑动平均(MA)阶次q时无法估计出观测噪声方差.为此,本文提出了一种单独估计观测噪声方差的新方法,即先将ARMA模型近似为一高阶AR模型,再构建从观测数据1阶自协方差开始的Yule-Walker方程.由于充分利用了观测数据的统计信息,有利于提高观测噪声方差的估计精度,为后续的AR和MA参数估计精度的提高奠定了基础,也解决了p小于或等于q时观测噪声方差无法估计的问题,仿真和实验结果验证了该方法的有效性.

统计模式识别和自回归滑动平均模型在设备剩余寿命预测中的应用

为了对设备预知性维护研究提供支持,采用统计模式识别(SPR)方法对设备进行性能评估,获取设备健康指标;再运用自回归滑动平均模型(ARMA)对设备剩余寿命进行预测,建立了基于设备健康状况的设备剩余寿命预测模型.对生产过程中刀具加工设备寿命预测进行分析和验证结果表明,该设备评估和预测方法是有效且实用的.

基于混合自回归滑动平均潜周期模型的短期电价预测

应用混合自回归滑动平均潜周期模型对短期电价序列进行了预测.对消除了趋势影响的电价序列,经离散傅里叶变换转换为复值潜周期模型,采用一种简单的周期图检测方法计算电价序列的周期特征参数.为了计及历史信息对当前状态的影响,采用自回归滑动平均模型拟合残差随机分量,采用赤池信息准则确定模型的阶数,参数则由矩估计得到.该模型不要求预先假设电价序列的周期尺度,周期的个数和大小由模型计算确定,方法简单.采用美国宾夕法尼亚、新泽西、马里兰电力市场的实际电价数据对模型进行了检验,验证了模型的有效性.

基于自回归滑动平均模型和粒子群算法的地震子波提取

基于自回归滑动平均(ARMA)模型理论,对地震子波进行参数化建模,采用累积量拟合法精确估计参数,使地震子波提取问题最终归结为一个多参数、多极值的非线性函数优化问题。对基本粒子群算法进行改进,通过自适应参数调整和边界约束,克服基本粒子群算法易陷入局部极值的缺陷,同时提高算法寻优精度和计算效率。仿真数据试验结果验证了改进的粒子群算法在地震子波提取方法中的有效性和稳定性。

多元自回归滑动平均模型辨识与电力系统自适应阻尼控制

传统基于离线模型参数和典型运行方式设计的电力系统阻尼控制器存在适应性问题,提出一种基于辨识的自适应控制器设计方法,可解决一般自适应控制中快速性和准确性要求之间的矛盾。所用的多元自回归滑动平均模型(auto regressive moving averaging vector,ARMAV)辨识在电网正常运行过程中针对由负荷等随机扰动引起的类噪声信号进行;在综合考虑辨识误差、阻尼要求和稳定裕度基础上,提出阻尼控制零极点配置基本原则,并设计相应的遗传算法优化方法。为了充分检验上述辨识与控制系统的效果,基于广域测量平台对其进行软硬件实现,并在东北电网简化系统中进行实时数字仿真(real time digital simulation,RTDS)测试,实验结果说明了所提方法的可行性和有效性。

一种确定自回归滑动平均模型最小阶次的新方法

针对经典Akaike信息准则(AIC)在模型定阶时缺少阶次范围下界而引起的模态遗漏问题,根据稳态图和AIC准则,提出了一种自回归滑动平均模型在模态参数辨识中的定阶方法.该方法先利用稳态图能够鉴别真假模态的特点,进行各阶模态频率的估计和均值的求取,进而根据模态稳定性判定准则计算出阶次范围下界,最后利用AIC准则确定最优的模型阶次.仿真结果表明,与经典AIC准则相比,所提出的方法定阶后进行模态参数的辨识,不仅识别出了经典AIC准则遗漏的第3阶模态参数(误差为0.18%),而且使第1、2阶模态参数的精度分别提高了2.31%和6.31%.对悬臂梁的模态实验结果表明:该方法不仅辨识出了经典AIC准则遗漏的第1阶模态参数,使其误差仅为0.62%,而且也大大提高了其他各阶模态参数的精度.

图像的二维自回归滑动平均模型

在一维自回归求和滑动平均模型（ＡＲＩＭＡ（ｐ；ｄ；ｑ）的基础上，探讨了其在二维图像空域序列的模型推广．讨论了图像的二维自回归滑动平均模型ＡＲＭＡ（ｍ ，ｎ；ｐ，ｑ）的建模方法，包括利用模型的自相关和偏相关函数的截尾性及Ｆ检验准则对模型定阶，采用两步估计法进行自回归模型（ＡＲ（ｐ））和滑动平均模型（ＭＡ（ｑ））的参数估计．将此模型应用于对一类纹理图像的建模中，在较低阶时就能得到较好的定量描述，从而为图像的纹理特征提取提供了分类依据．

双自回归滑动平均模型风速预测研究

风电场中风速变化的随机性很强。对随机过程的建模和预测,自回归滑动平均模型(ARMA)具有较好的效果。以张家口尚义风电场实测风速构成时间序列样本,首先通过差分处理将原始风速序列变为平稳随机序列,并确定该序列的描述模型为ARMA(0,4)。用该模型对验证风速序列进行超前一步预测,得到较好的风速预测效果。为进一步提高预测的精度,对样本序列风速预测的残差再次采用ARMA模型进行建模和预测,并用预测残差来修正风速预测值。对实际风速序列进行预测和验证,结果表明本文提出的双ARMA模型预测可以显著提高风速预测准确性。

自回归滑动平均混合模型在红细胞供应量预测中的应用

目的探讨建立月悬浮红细胞供应量预测模型,为采供血提供参考。方法分别以浦东血站2007年1月-2014年6月的月红细胞供应总量、A+、B+、O+和AB+4种血型红细胞月供应量作为标本建立自回归滑动平均混合模型(ARIMA),用2014年7月-12月的实际值作为检验标本,用建立的最优模型预测2015年1-6月本站红细胞月供血量。结果经过序列平稳化、模型识别、建模和模型检验等步骤,月红细胞供应总量建立ARIMA(1,1,1)(1,1,1)12模型,调整决定系数(R2)=0.82,平均绝对百分比误差(MAPE)=5.98;A+型红细胞月供应量建立ARIMA(1,1,2)(1,1,1)12模型,调整R2=0.81,MAPE=8.42;B+型红细胞月供应量建立ARIMA(4,1,0)(1,1,1)12模型,调整R2=0.84,MAPE=7.23;O+型红细胞月供应量建立ARIMA(1,1,1)(0,1,1)12模型,调整R2=0.83,MAPE=6.63;AB+型红细胞月供应量建立ARIMA(1,1,0)(1,1,1)12模型,调整R2=0.80,MAPE=8.41。结论 ARIMA是一种短期预测精度较高模型,可用于红细胞供应量的预测。

无线虚拟网络中基于自回归滑动平均预测的在线自适应虚拟资源分配算法

该文针对无线虚拟化网络中业务的不确定和信息反馈的时延而引起虚拟资源分配不合理,提出一种基于自回归滑动平均(ARMA)预测的在线自适应虚拟资源分配算法。首先,该算法以保障虚拟网络队列上溢概率为目标对时频资源和缓存资源进行联合分配,并建立虚拟网络总成本最小化的理论分析模型。其次,考虑到虚拟网络对不同资源差异化的应用需求,设计了一种多时间尺度的资源动态调度机制,在长周期上基于ARMA模型的预测信息实现缓存资源的预留策略,在短周期上基于利用大偏差原理推导的队列上溢概率对虚拟网络优先级排序,并根据确定的优先级动态调度时频资源,从而满足各虚拟网络的业务需求。仿真结果表明,该算法可有效降低比特丢失率,同时提升物理资源的利用率。

自回归滑动平均模型风速预测最大风能追踪策略研究

变速恒频风力发电机组在额定风速以下的最大风能追踪(Maximum Power point Tracking,MPPT)效果对于机组的效率有很大影响。现有的最大风能追踪策略不论是功率控制模式还是转速控制模式都是无风速测量下的最大风能追踪策略。究其原因,就在于风速无法精确测量。引入时间序列法中的自回归滑动平均模型(ARMA)对风速进行超前一步预测。根据该预测风速的大小来确定下一时刻最优功率点搜索的起始风机转速,再利用变步长转速扰动的最大风能追踪策略(爬山法)找到最优功率点。仿真表明,时间序列法对风速具有较好的预测效果,有效地缩小了最优功率点的搜索区间,缩短了搜索时间,提高了机组的运行效率。

乘积季节自回归积分滑动平均模型在长沙市手足口病发病率预测中的应用

目的:建立长沙市手足口病发病率的乘积季节自回归积分滑动平均模型(autoregressive integrated moving average model,ARIMA),探讨乘积季节ARIMA模型在手足口病疫情预测的可行性。方法:运用EVIEWS 6.0软件对长沙市2008年5月至2013年8月的手足口病发病率资料建立乘积季节ARIMA模型,以2013年9月至2014年2月的发病资料作为模型预测效果的检验样本,最后再用所得到的模型对2014年3月至2014年8月的月发病率进行预测。结果:经过序列平稳化、模型识别以及模型诊断后,建立乘积季节ARIMA模型(1,0,1)×(0,1,1)12,模型拟合度R2=0.81,预测均方根误差为8.29,平均绝对误差为5.83。结论:乘积季节ARIMA模型是一种较好的预测模型,所建模型拟合度较好,能为手足口病的防治工作提供参考。

副伤寒的求和自回归滑动平均模型预警应用实例

目的探讨时间序列求和自回归滑动平均模型(ARIMA)在副伤寒预警中应用的可行性。方法利用SAS9.0统计软件对《国家疾病报告管理信息系统》报告的杭州市副伤寒按周发病数进行ARIMA建模。结果对副伤寒发病数序列建立三阶自回归模型AR(3),并绘制预警线图,对2007年7月发生的副伤寒暴发疫情进行了及时预警。结论模型能够较好应用于副伤寒预警,为疫情防控提供了有力帮助。

非线性时间序列建模的混合自回归滑动平均模型

提出了一类用于非线性时间序列建模的混合自回归滑动平均模型(MARMA).该模型是由K个平稳或非平稳的ARMA分量经过混合得到的.讨论了MARMA模型的平稳性条件和自相关函数.给出了MARMA模型参数估计的期望极大化(expectation maximization)算法.运用贝叶斯信息准则(Bayes information criterion)来选择该模型.MARMA模型分布形式富于变化的特征使得它能够对具有多峰分布以及条件异方差的序列进行建模.通过两个实例验证了该模型,并和其他模型进行比较,结果表明MARMA模型能够更好地描述这些数据的特征.

基于差分自回归滑动平均模型的风电场短期风速预测

目前,风力发电的并网规模越来越大;但是鉴于风力发电特有的间歇性和随机性,难免会对电力系统的稳定运行和电能质量造成巨大影响;也就限制了风电的发展速度与规模。对风力发电场的风速进行中、长、短期的预测可以在一定程度上有效地解决该问题。依据风速序列的自相关性以及时序性,提出了一种基于时间序列分析的风电场短期风速预测ARIMA模型。重点讨论了建模的过程、模型的识别、模型的定阶和模型参数的估计。最后结合风电场实际,对比于持续法预测,给出了相应的预测结果和误差分析,验证了所提出的ARIMA模型用于风电场风速预测的可行性。

基于支持向量机和自回归积分滑动平均模型组合的血糖值预测

根据动态血糖监测系统采集糖尿病患者血糖值,有效预测血糖值是治疗糖尿病的前提。为了预测糖尿病患者未来一段时间内的血糖值,本文根据最小方差将支持向量机(SVM)和自回归积分滑动平均(ARIMA)进行组合得到新的预测模型。为了验证本文方法的有效性,采用多组临床实验数据进行实验,同时对比ARIMA模型、SVM模型、神经网络模型结果。实验结果表明本文方法预测血糖值精度明显提高,弥补单一预测模型方法的不足,发挥了两种模型各自优势。

SAR图像压缩的多尺度自回归滑动平均模型方法

本文研究在无需SAR图像先验知识条件下,基于多尺度自回归滑动平均MARMA模型的SAR图像压缩方法.该方法首先对SAR图像建立MARMA模型,依据MARMA模型对原始图像进行预测,然后对预测的残量进行数据压缩.将此方法用于实际SAR图像压缩,并将基于MARMA模型和多尺度自回归MAR模型的压缩结果与相应的JPEG结果进行比较和分析,说明基于MARMA模型的SAR图像压缩方法既能达到较高的压缩比,又能取得较好的保真度,是一种很有潜力的压缩方法.

基于自回归滑动平均模型的玛纳斯河洪水预报

水文预报作为重要的防洪非工程措施,对位于高寒山区的玛纳斯河流域防汛抢险、水利工程建设和调度具有重要意义。通过对玛纳斯河水文系统的分析,确定出影响玛纳斯河径流量的主要因素,建立了玛纳斯河流域流量预报的自回归滑动平均ARMA(p,q)模型,对肯斯瓦特水文站实测径流过程进行了预测检验。结果表明,自回归滑动平均模型对实测年径流量有很好的逼近拟合效果,相对误差很小,ARMA(p,q)模型用于径流量预测有较高的精度,是可行的。