基于双层自适应集成残差主成分分析的复杂非线性过程监测

多元统计监测方法常使用正常数据选取特征,而现实过程中,不同的故障将影响不同的特征,并且这些特征可能随着时间和控制系统的作用而变化。当故障发生并随时间变化时,要想获得更好的故障检测能力,就需要聚集有效的故障敏感特征。本文提出了一种双层自适应集成残差主成分分析(AERPCA)模型,其子模型包含不同的特征,并突出地呈现一个或多个相关故障。首先,根据正常数据计算主成分分析(PCA)特征,利用不同特征构建线性子模型和相应的残差空间。考虑到残差空间的非线性特性及有效特征更为分散,采用核PCA(KPCA)提取不同的特征并组成同一残差空间下不同KPCA子模型。然后,利用贝叶斯方法获取集成KPCA子模型,完成各残差空间的划分和集成。最后,在主空间中获得多个线性子模型以及在残差空间中获得多个集成的非线性子模型后,利用滑动窗口确定当前时刻监控效果最好的模型。采用田纳西-伊士曼过程验证了AERPCA的有效性。

基于主成分分析的不同碧桃品种在甘肃地区的适应性评价

【目的】筛选适合高寒地区栽培的碧桃品种。【方法】以引进的9个碧桃新品种黄金美丽、红菊花、洒红、丽桃白、丽桃红、红叶重瓣、满天红、粉菊花、万重红为研究对象,2016—2018年从每年4月上旬开始进行持续定株观测,对其在甘肃地区的物候期、观赏性、适应性表现进行研究,并对各性状指标进行主成分分析、相关性分析、聚类及线性回归分析,对各品种的表现进行综合评价。【结果】各碧桃品种在4月初陆续萌芽、开花,平均花期为26.6 d。对新梢长度、新梢直径、主枝数、冠高、地径、枝干(侧枝与主干)夹角、枝下高、花期时长、花瓣数、花径、叶芽长度、花芽长度、叶芽萌发率、花芽萌发率和枝条枯死率共15个性状因子进行主成分分析,结果表明前5个主成分的累计方差贡献率达到94.666%。以前5个主成分的线性回归方程和贡献率构建适应性综合评价模型,综合得分较高的3个品种分别是红叶重瓣、满天红和黄金美丽,3个品种花期时长平均为33.67 d,叶芽和花芽的平均长度分别为15.63、12.22 mm,花径平均值为38.25 mm。【结论】供试9个碧桃品种的物候期、观赏性及对环境的适应性具有一定的差异,其中红叶重瓣、黄金美丽和满天红3个品种受温度、海拔影响较小,能够较好地适应当地的气候环境,可作为甘肃高海拔地区的园林绿化品种。

高油酸花生开农111产量构成要素相关性和主成分分析及适应性评价

利用高油酸花生品种开农111在2019年、2020年国家北方片小粒组花生区试中的数据,通过多种分析手段,探讨开农111产量各构成要素之间的关系,明确影响产量的关键要素,并对其区域适应性进行评价。变异分析结果显示,开农111的单株饱果数变异幅度最大,其次是单株总果数,变异系数分别为45.41%和38.72%;出米率变异系数最小,变异系数为3.89%;相关性分析结果表明,荚果产量与百果重和百仁重呈极显著正相关,与出米率呈显著正相关,与侧枝长、总分枝数、主茎高和结果枝数呈负相关,但不显著;通径分析结果显示,百果重对荚果产量的直接正效应最大,其次为主茎高,直接通径系数分别为0.608和0.437,百仁重通过百果重对荚果产量产生了较大的间接正效应。由此说明,百果重和百仁重是荚果产量提高的两个关键因素。主成分分析将开农111的11个农艺性状归纳为4个主成分,累计贡献率为84.285%。通过开农111在黄淮海区域的18个鉴定点的适应性分析显示,在常规管理下,开农111最适合在固镇、驻马店、济宁、泰安、菏泽等5个地区种植。本研究为开农111的高产栽培和推广应用提供了理论依据和技术指导。

基于主成分分析的干籽粒豌豆适应性评价研究

为了筛选出适宜贵州种植的干籽粒豌豆新品种(系),同时为干籽粒豌豆遗传育种提供优良的种质资源,以11个干籽粒豌豆新品种(系)为材料,采用随机区组排列设计,考察生育期、株高、始荚高度等13个农艺性状,并运用描述性分析、相关性分析、主成分分析对农艺性状进行综合评价。在13个农艺性状中,除生育期、荚长、荚宽外,其余10个农艺性状的变异系数大于15%,株高变异系数最大,为64.19%;从相关性分析结果看,各农艺性状间存在不同程度的相关性。通过主成分分析将13个农艺性状转化为3个主成分,累积贡献率90.27%;综合主成分得分较高的品种(系)有20205、定豌9号,这2个品种(系)综合农艺性状表现良好,可引进到贵州省范围内进行示范试验。

朱砂根区域试验性状主成分及适应性分析

为促进朱砂根产业发展,在福建省龙岩市、三明市和漳州市试验点开展朱砂根区域试验,对朱砂根性状进行主成分分析,按特征值≥1和累积方差贡献率达80%提取3个主成分,方差贡献率分别为36.028%、27.548%和17.587%,以3个主成分的方差贡献率为权重计算栽培品种的综合评分,并分析朱砂根的适应性。结果表明:试验地点间存在差异,龙岩武平与其他4个试验点的差异均极显著,其品种综合评分最高,为91.40;漳州长泰与其他4个试验点的差异极显著或显著,其品种综合评分最低,为57.92。朱砂根的生长性状与海拔有一定相关性,试验点海拔在300~600m的朱砂根保存率、生长性状和结实性状均高于平均值。朱砂根的结实状况与纬度有一定相关性,中亚热带海拔区域为朱砂根栽培适宜区,南亚热带的高温气候不适宜朱砂根生殖生长,结实性状表现较差。参试朱砂根栽培品种对生态区域、气候环境和栽培条件的适应性无显著差异。

黄淮海区玉米品种主成分分析和遗传距离测定及其适应性评价

为了更精准地鉴定黄淮海区玉米品种的适应性,对34个玉米品种进行主成分分析、遗传距离测定与聚类分析。结果表明,倒伏率、秃尖长、行粒数、百粒重变异丰富,生育期、出籽率、穗粗变异相对较小;遗传多样性指数(H′)百粒重与出籽率最高,倒伏率最低;二阶聚类性状指标BIC变化量在-4.461-193.532之间,距离测量比率在1.008%~3.329%之间。通过主成分分析把34个玉米品种的性状指标分成5个主成分,其累计贡献率达71.99%,以前5个主成分得分值为指标进行主成分二维排序,对34个玉米品种在特定因子性状上的差异进行分析。对34个玉米品种进行遗传距离测定及聚类分析,34个品种可分为3大类(D2=15),第Ⅰ类群有24个品种属于营养旺盛生长类型品种,第Ⅱ类群有4个品种属于丰产类型品种,第Ⅲ类群有6个品种属于适合机械收获类型品种;以欧式距离(D^(2)=5)把34个品种划分为12个类群,分析表明地理远缘玉米品种在遗传上不一定远缘,由于选择方向不同近缘品种可能成为遗传远缘品种。结合主成分分析、遗传距离测定和聚类综合评价,品种驻玉216、驻玉927、伟科812、DJ1898、恺天168表现优良,适宜在黄淮海玉米种植区推广应用。

甘薯品种抗旱适应性的主成分分析

对水分胁迫下甘薯形态、生长势、生理生化和产量性状等与品种抗旱性关系密切的指标进行主成分分析。结果表明,甘薯品种抗旱适应性的形成,一是通过体内各生理生化指标(包括内源激素、渗透调节物质、水分状况、质膜相对透性、膜脂过氧化、膜保护系统、同化力等)间的协调作用,使各项代谢活动得以顺利进行;二是借助于植株形态、生长势和抗脱水能力等的变化,实现其同化产物的正常积累。

基于时序特性的自适应增量主成分分析的视觉跟踪

当前基于增量主成分分析(PCA)学习的跟踪方法存在两个问题,首先,观测模型没有考虑目标外观变化的连续性;其次,当目标外观的低维流行分布为非线性结构时,基于固定频率更新模型的增量PCA学习不能适应子空间模型的变化。为此,该文首先基于目标外观变化的连续性,在子空间模型中提出更合理的目标先验概率分布假设。然后,根据当前跟踪结果与子空间模型之间的匹配程度,自适应调整遗忘比例因子,使得子空间模型更能适应目标外观变化。实验结果验证了所提方法能有效提高跟踪的鲁棒性和精度。

主成分分析及隶属函数法评价非洲菊不同品种对低温弱光的适应性

以贵阳地区栽培的13个非洲菊品种为供试材料,研究冬春季节低温弱光对非洲菊不同品种叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素、游离脯氨酸、总超氧化物歧化酶、过氧化物酶、丙二醛和质膜透性等生理生化指标的影响,利用主成分分析法、模糊隶属函数法及聚类分析法对非洲菊不同品种进行耐低温弱光适应性综合评价。结果表明,丙二醛含量、总超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量等5个指标可作为非洲菊耐低温弱光性的评价鉴定指标。13个非洲菊品种的耐低温弱光性依次为:秋日、娇艳>阳光海岸、大088、白马王子>缤纷>鸿运、红色妖姬>红极星、贵族>玲珑、靓粉、蜜糖。

基于主成分分析法和自适应神经模糊推理系统的电力负荷预测

提出了一种基于主成分分析法与自适应神经模糊推理相结合的电力系统负荷预测方法,通过对影响电力负荷的相关因素进行主成分分析,减少自适应神经模糊推理系统的输入量,可以提高系统预测的效率。算例表明所提出方法是有效的和可行的。

基于主成分分析的不同茶树品种在湖北地区的适应性评价

为客观准确地评价19个茶树品种在湖北地区的适应性。本研究以‘福鼎大白茶’(CK)为对照,对19个茶树品种在湖北地区的茶苗成活率、新梢物候期、产量性状、制茶品质和抗逆性等指标进行系统比较分析,并应用主成分分析法对不同茶树品种在湖北地区的适应性进行综合评价。结果表明,在主成分分析时前3个主成分的累积方差贡献率达到76.96%,分别为“产量抗性因子”“物候期因子”“品质因子”;以前3个主成分的线性回归方程和贡献率构建适应性综合评价模型,综合得分超过CK的有10个品种,其中‘茶农98’‘鄂茶12’‘陕茶1号’和‘岚里香’4个品种的综合评价得分明显高于其他品种,为最适宜湖北及相似茶区推广应用品种;综合得分低于CK的有9个品种,其中‘白叶一号’‘中黄1号’‘漕溪1号’和‘鸟王106’4个品种的综合得分明显低于其他品种,为不适宜湖北及相似茶区推广应用品种。

基于主成分分析法的窗口自适应粒子滤波算法

传统的窗口固定的粒子滤波跟踪算法在运动目标尺度发生明显变化时不能有效地跟踪目标。针对这一问题,提出了一种跟踪窗口尺寸和方向自适应变化的粒子滤波跟踪方法。该方法将主成分分析法引入到粒子滤波框架中,通过分析目标区域内像素值的协方差矩阵得到包含目标区域取向和尺寸信息的椭圆跟踪窗口。实验结果表明,该跟踪算法能自适应于目标区域形状的变化,在目标尺寸和方向发生变化时能很好地跟踪和确定目标区域。

基于主成分分析的自适应宽频带瞬时谱数据融合

为了从瞬时谱分解的大量共频率属性数据中提取和突出与储层有关的主要信息,本文提出一种基于主成分分析的自适应数据融合方法。该方法将变换后的主成分特征值作为权重,自适应地体现各主成分在代表原始数据信息量中的贡献率,使融合后的数据更能突出和反映各频率瞬时谱数据中的有效信息,实现了宽频带瞬时谱数据的降维与优化。实际资料的应用表明,本文的方法可快速提取和突出包含在大量瞬时谱数据集中的主要信息,清晰地刻画储层的几何形态和展布特征,提高资料解释的效率。

基于主成分分析的不同茶树品种在重庆地区的适应性评价研究

为准确评价不同茶树品种在重庆地区栽培种植的适应性,文章以福鼎大白茶为对照,对中茶112、TRI25、TR123等16个茶树品种在重庆地区的茶苗成活率、物候期、发芽密度、产量、抗性等性状指标进行比较分析,采用主成分分析法对茶树品种适应性进行综合性评价。主成分分析前3个主成分的累计方差贡献率达到82.576%,利用3个主成分的方差贡献率构建适应性综合评价模型,结果表明浙农901、中茶112、TRI25、TRI23、中选10号、浙农902、保靖黄金茶、川农黄芽早、玉笋、川沐28、马边绿1号、青心1号等12个茶树品种在重庆茶区适应性表现优于福鼎大白茶,适宜在重庆及相似茶区栽培种植,其中浙农901、中茶112、TRI25、TRI23、中选10号是供试品种中最适宜在重庆茶区种植的5个茶树品种,推荐在重庆及西南茶区推广应用。

基于主成分分析的不同品种柑橘制汁适应性研究

【目的】为了筛选出适合生产NFC果汁的柑橘品种,以浙江地区主栽的19个柑橘品种为原料,进行了各个品种的制汁适应性研究。【方法】采用常规方法分析了各个柑橘品种的出汁率、果肉率等品质特性,以及柑橘汁的维生素C、可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、总酚、总黄酮等营养理化指标,对比了不同品种柑橘之间的差异,然后采用主成分分析法(PCA)建立了柑橘品质评价体系,作为评价不同品种柑橘汁综合品质的依据。【结果】不同柑橘品种的品质存在显著差异‘,红美人‘’山下红‘’宫川‘’天草‘’尾张温州蜜柑’等品种出汁率高,具有较大的果汁加工潜力,但其总黄酮、总酚、维生素C这3项指标含量略低,因此口感有所欠缺。经由主成分分析,从9项原始指标提取出3个主成分,累计方差贡献率达到86.728%。以3个主成分及单个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重,构建了柑橘综合品质评价模型,作为筛选适合制作柑橘汁的柑橘品种的方法。【结论】根据该评价模型计算浙江地区19个柑橘品种的综合得分,可将不同品种的柑橘分为三类。分值较高的是‘冰糖橙‘’纽荷尔脐橙‘’瓯柑’,分值较合适的是‘丽椪2号‘’山下红‘’满头红‘’鸡尾葡萄柚‘’中育橙’。通过该评价体系,可以较为便捷地选取出营养价值较高且风味口感较好的柑橘品种。同时考虑果肉率、出汁率等因素,可以提供直观的柑橘品质评价,为企业选取适合柑橘汁制备原料品种提供依据。

基于主成分分析的高密度聚乙烯环境适应行为研究

采用主成分分析法(PCA)研究了滚塑包装箱用高密度聚乙烯(HDPE)在四个地区特定环境条件下,1年期内5个气象因子及6个力学指标的变化规律,分析了力学指标对气象因子的敏感度差异及其相关关系。结果表明:气象因子敏感度分析发现冲击强度与弯曲模量对气象因子最敏感,拉伸强度敏感度较强但地区差异大,弯曲强度、硬度和拉伸模量敏感度低。相关关系分析发现月总辐射量和总降水量与冲击强度变化呈协同相关,月平均气压呈抵抗相关,月平均相对湿度呈弱相关。弯曲模量变化与气象因子相关水平弱于冲击强度,且与各气象因子相关水平大致相同。

基于主成分分析的图像自适应阈值去噪算法

图像进行传输过程中,图像噪声成为影响图像质量的重要因素,因此,对图像去噪是各类图像处理领域广泛研究的内容。对图像实施去噪要点要保留图像的重要信息,并获得良好的去噪效果。借助匹配法找出相似块作为训练样本,通过主成分分析提取信号的重要特征,根据最小均方误差方法建立线性自适应阈值方程,对图像展开自适应阈值去噪处理。本次研究表明,这种方法能有效去除图像的高斯白噪声,保存图像的细节信息,从而获得最佳的视图。

基于灰色关联度分析和主成分分析法评估糖用甜菜品种的适应性

为了筛选出最适宜黑龙江哈尔滨地区种植的产质量高并抗根腐病的糖用甜菜品种。2020年在黑龙江省哈尔滨市黑龙江大学呼兰校区试验基地,以21个引种的KWS系列及1个BTS2730糖用甜菜品种(KWS1197为对照)为试材,采用主成分分析和灰色关联度分析法对根产量、含糖率、产糖量和根腐病4个指标进行综合评价。两种方法得出的甜菜品种的排序大致一致;第一主成分根产量的贡献率为69.704%,第二主成分含糖率的贡献率为26.283%,累计贡献率为95.987%,因此能够全面地反映甜菜的产质量性状;最适合本地种植的综合评价值高于对照的6个品种为:KWS0023(0.8231)>KWS0015(0.7685)>KWS6661(0.7511)>KWS9921(0.7103)>KWS0860(0.7097)>BTS2730(0.7065)>CK(0.6823);其他品种的综合评价值低于对照。主成分分析法和灰色关联度分析能够较为全面得分析甜菜品种,得出的结果具有可靠性。

基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法研究

针对传统主成分分析法在探地雷达杂波抑制方面的不足,该文基于2维小波变换的分时分频特点,提出了改进的主成分分析子空间投影法。进一步将改进的子空间投影法与自适应横向滤波方法相结合,保留了自适应滤波方法良好的目标回波信号保真度与学习适应能力等优点,提出了基于小波变换与主成分分析的探地雷达自适应杂波抑制方法,实现了小波变换、主成分分析法以及自适应滤波方法的优势互补。实验结果表明该方法在信杂比与目标图像清晰度方面具有良好的杂波抑制效果。

基于主成分分析的图像自适应阈值去噪算法

主成分分析(PCA)是一种将多个变量通过线性变换选出较少个数重要变量的一种多元统计方法。在图像去噪中,由于图像的局部相似性,提出一种新的有效的去除噪声的算法。通过块匹配法寻找出相似块作为训练样本,利用主成分分析提取信号的主要特征,然后根据统计理论中最小均方误差方法构造线性自适应阈值方程,对含噪图像的每一块进行自适应阈值去噪。实验结果表明,该方法能有效去除图像的高斯白噪声,并同时能很好的保持边缘等的细节信息。