采用遗传算法优化最小二乘支持向量机参数的方法

支持向量机是建立在统计学习理论上的一种学习算法,较好地解决了小样本学习问题。由不同的参数和核函数构造的支持向量机在性能上存在很大差异,而在参数和核函数的选择上目前还没有明确的理论依据。针对支持向量机的参数选择问题,提出了一种采用遗传算法优化最小二乘支持向量机参数的方法。结合LS-SVM lab工具箱,在MATLAB实验平台的仿真实验表明,该方法提高了支持向量机的参数选择效率,得到的参数对测试样本的分类结果是最优的,从而避免了人为设定参数的不足,同时缩短了优化时间。

遗传算法优化最小二乘支持向量机的故障诊断

提出一种基于遗传算法分层优化多类最小二乘支持向量机(least squares supportveotor machine,LS-SVM)的故障诊断模型。首先将故障信号经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)为平稳本征模态(intrinsic mode function,I MF)分量,再选择表征故障调制特征的I MF分量并提取瞬时幅值能量作为故障特征输入到遗传算法分层优化好的采用多项式核的多类LS-SVM中进行故障识别。EMD分解可自适应分离故障调制信号;瞬时幅值能量矢量的不同表征各类故障的可分性;遗传算法分层优化惩罚因子和多项式核参数可以使LS-SVM摆脱对故障类型与模式编号映射关系先验知识的依赖,提高LS-SVM的故障预测精度和自适应诊断能力,并可以推广应用于线性、径向基、Sigmoid等核条件下的LS-SVM优化。一个深沟球轴承故障诊断实例说明该模型的有效性。

基于沙地猫群优化–最小二乘支持向量机的动态NOx排放预测

针对火电机组频繁调峰导致机组燃烧状态不稳,进而导致锅炉出口NOx浓度波动范围大的问题,提出一种基于沙地猫群优化(sand cat sarm optimization,SCSO)的最小二乘支持向量机(leastsquaressupportvectormachine,LSSVM) NOx动态预测模型。首先利用k近邻互信息计算时间延迟的同时筛选辅助变量。然后,基于SCSO算法进行输入变量阶次的选择。使用包含辅助变量时间延迟和阶次的信息作为模型的输入,SCSO算法优化最小二乘支持向量机参数,建立动态NOx排放最小二乘支持向量机预测模型(SCSO-LSSVM动态软测量模型)。最后将模型与未加入迟延的LSSVM模型,加入迟延的LSSVM模型和粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化最小二乘支持向量机参数的动态软测量模型进行对比验证。结果表明,相较于其他模型,该文建立SCSO-LSSVM动态软测量模型均方根误差、平均绝对误差、平均绝对误差最小,预测精度最高,而且在NOx浓度剧烈波动时也能够较好地预测NOx浓度,具有很好的动态特性。

基于最小二乘孪生支持向量机的不确定数据学习算法

孪生支持向量机通过计算2个二次规划问题,得到2个不平行的超平面,用于解决二分类问题。然而在实际的应用中,数据通常包含不确定信息,这将会对构建模型带来困难。对此,提出了一种用于求解带有不确定数据的最小二乘孪生支持向量机模型。首先,对于每个实例,该方法都分配一个噪声向量来构建噪声信息。其次,将噪声向量结合到最小二乘孪生支持向量机,并在训练阶段得到优化。最后,采用一个2步循环迭代的启发式框架求解得到分类器和更新噪声向量。实验表明,跟其他对比方法比较,本方法采用噪声向量对不确定信息进行建模,并将孪生支持向量机的二次规划问题转化为线性方程,具有更好的分类精度和更高的训练效率。

基于最小二乘支持向量机的农村土地利用空间优化配置方法及实例分析

因为农村各类用地数据具有样本小、非线性等特点,导致土地利用空间配置结果的适宜性较差,所以本文提出基于最小二乘支持向量机的农村土地利用空间优化配置方法。基于最小二乘支持向量机预测农村土地利用空间格局,得到各类用地面积数据,对各类用地进行满足经济效益与生态效益最大化的多目标函数的优化配置。实例结果表明,农村土地利用空间优化配置结果中各用地类型高度适宜区域的面积占比均超过75%,证实了设计方法的合理性。

采用改进遗传算法优化LS-SVM逆系统的外转子无铁心无轴承永磁同步发电机解耦控制

为了实现外转子无铁心无轴承永磁同步发电机(outer rotor coreless bearingless permanent magnet synchronous generator,ORC-BPMSG)的精确控制,提出一种基于改进遗传算法(improved genetic algorithm,IGA)优化最小二乘支持向量机(least square support vector machine,LS-SVM)逆系统的解耦控制策略。首先,基于ORC-BPMSG的结构及工作原理,推导其数学模型,并分析其可逆性。其次,建立LS-SVM回归方程,并采用IGA优化LS-SVM的性能参数,从而训练得到逆系统。然后,将逆系统与原系统串接,形成伪线性系统,实现了ORC-BPMSG的线性化和解耦。最后,将提出的控制方法与传统LS-SVM逆系统控制方法进行对比仿真和实验。仿真和实验结果表明:所提出的控制策略可以较好地实现ORC-BPMSG输出电压和悬浮力、以及悬浮力之间的解耦控制。

应用最小二乘支持向量机和混合遗传算法的制粉系统优化控制

利用最小二乘支持向量机(LSSVM)对直吹式中速磨制粉系统进行建模,然后采用混合遗传算法(HGA)对模型寻优,以获得不同工况下制粉系统的最佳运行方式。在某电厂200 MW机组上进行了现场试验。结果表明:该方法具有较高的可靠性和实用性,可用以指导运行人员进行制粉系统的优化调整。

基于遗传算法参数优化的最小二乘支持向量机财务困境预测

传统支持向量机应用于财务困境预测时,需要求解复杂的二次规划问题,求解难度大。而最小二乘支持向量机模型可以将二次规划问题变成一个线性方程组来求解,有效降低了模型求解的难度。尤其是将遗传算法应用于最小二乘支持向量机模型参数和核参数的优化时,显著提高了模型预测的正确率。本文从沪深两市随机抽取了2002年-2007年252家A股上市公司作为研究样本,并把研究样本分为两组,对这两组样本数据分别进行了短期及中长期预测。实证结果表明,基于遗传算法的最小二乘支持向量机模型的预测效果不但好于传统统计类Logit模型,也优于传统支持向量机模型。短期预测效果显著优于中长期预测效果,训练样本数直接影响到模型的预测效果,二者呈正相关关系。

基于改进果蝇算法优化的最小二乘支持向量机动力锂电池荷电状态预测

荷电状态(SOC)是动力锂电池管理系统的重要参数,使用传统算法优化锂电池SOC预测模型参数,收敛性相对较差,容易陷入局部最优解。对此,采用改进果蝇算法(IFOA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的参数进行优化,通过引入自适应松弛项来提高预测精度和收敛速度,获取全局最优解。选用磷酸锂电池为研究对象,测量其工作电压、工作电流和SOC,并将数据作为测试集,在MATLAB平台上建立基于IFOA优化的最小二乘支持向量机SOC预测模型。结果表明:IFOA优化的LSSVM动力锂电池SOC预测结果和实测结果吻合良好,平均绝对误差(MAPE)为1.02%,泛化能力强,预测精度相较果蝇算法最小二乘支持向量机(FOA LSSVM)和贝叶斯算法最小二乘支持向量机(BEF LSSVM)模型的精度更高。

量子遗传算法优化的最小二乘支持向量机的风机故障诊断

针对最小二乘支持向量机(LSSVM)在故障诊断过程中的模型参数选择问题,提出了利用全局寻优能力强、收敛速度快的量子遗传算法(QGA)对模型参数进行参数寻优,把LSSVM参数选择问题转化为优化问题。该算法克服了遗传算法优化过程中陷入局部极值的问题,提高了优化性能。利用UCI数据库的数据进行分类验证,相比遗传优化的LSSVM和交叉验证的LSSVM,基于QGA优化的LSSVM模型提高了分类精度。最后,把该模型应用于风力发电机齿轮箱故障诊断中,取得了良好的效果。

基于改进最小二乘支持向量机组合模型的深基坑沉降变形预测

为了提高深基坑沉降变形预测精度,及时为深基坑支护施工提供指导,提出一种改进最小二乘支持向量机组合模型;通过引入自适应噪声完备集合经验模态分解方法分解原始深基坑沉降变形数据,并结合粒子群优化算法和遗传算法对最小二乘支持向量机进行参数寻优,对分解的数据分别训练、预测后再叠加,得到最终预测结果;应用所提出模型对济南市某深基坑的累积沉降量进行预测,同时与其他模型对比,验证所提出模型的实用性和优越性。结果表明:所提出模型预测深基坑累积沉降量的平均相对误差为0.035%,均方误差为0.0809 mm^(2),均方根误差为0.2838 mm,所提出模型的准确性远优于其他模型的;自适应噪声完备集合经验模态分解方法的引入更有利于在深基坑沉降变形预测方面发挥最小二乘支持向量机的优势。

关于遗传算法优化的最小二乘支持向量机在MBR仿真预测中的研究

提出了一种基于遗传算法(GA)优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)的MBR膜通量预测算法。为了准确的选择LSSVM的参数,该算法采用GA对LSSVM模型的惩罚因子和核函数参数进行优化。针对MBR膜污染因子较为复杂且各因子之间相互交叉,首先对影响MBR膜通量的各因子进行主成分分析(PCA),提炼出重要因子作为LSSVM的输入层,膜通量作为输出层,然后建立GA-LSSVM仿真预测模型,并用该预测模型运算得出预测结果。通过对比预测结果和实验数据,得出该算法对膜通量有较高的预测精度,并将其与BP神经网络模型进行了比较,结果表明该预测模型具有更高的预测精度。

基于遗传算法最小二乘支持向量机的耕地变化预测

针对耕地变化内部规律与模拟方法进行研究,提出最小二乘支持向量机耕地变化预测方法,有效构建耕地变化与耕地变化影响因子之间复杂的非线性关系模型。利用遗传算法全局寻优功能优化最小二乘支持向量机内部参数,提高最小二乘支持向量机耕地变化预测模型精度。利用该模型对江苏无锡市1987-2000年期间耕地变化进行预测,并与多元回归、GM(1,1)、BP网络、支持向量机(SVM)耕地预测模型和实际调查耕地变化数据进行比较分析。预测精度评价结果证实,该方法耕地预测精度远高于多元回归、GM(1,1),BP网络模型,略高于SVM模型,但算法复杂度和计算效率远优于SVM预测模型,是一种有效的耕地变化预测方法。

一种稳健最小二乘支持向量机GNSS-IR土壤湿度反演方法

全球卫星导航系统干涉测量(global navigation satellite system interferometric reflectometry,GNSS-IR)是一种新型的遥感技术,可利用多径信噪比序列的延迟相位值反演土壤湿度值,其延迟相位求解通常使用信赖域算法,该算法一定程度依赖初值设定。文章先使用遗传算法求解出延迟相位粗略值,再将该数值作为信赖域的初值用于迭代计算,提升了部分卫星延迟相位的求解精度及稳定性。此外,针对多径信噪比序列易受环境因素影响引入粗差,进而影响模型反演精度,文章采用稳健最小二乘支持向量机作为反演模型,同时又考虑到多星融合的时空尺度优势,将该模型分别做了单星反演至五星融合反演,并与最小二乘支持向量机模型做对比。分析结果表明,当三星融合时该模型提升精度最为明显,MAE最高可降低15.6%,RMSE最高可降低12.0%。

基于遗传算法的多目标最小二乘支持向量机在近红外多组分定量分析中的应用

近红外(NIR)定量分析通常涉及多个组分,采用遗传算法和自适应建模策略,建立了能够对多组分同时定量的多目标最小二乘支持向量机(LS-SVM),并将其应用于玉米中四个组分和连翘中两个活性成分的NIR分析。结果表明多目标遗传算法配合自适应建模策略可保证优化收敛于全局最优解。所建玉米多目标LS-SVM模型明显优于PLS1和PLS2模型;连翘多目标LS-SVM模型与PLS模型均可取得较好的校正和预测效果。两组数据中,径向基神经网络(RBFNN)模型均出现过拟合现象。多目标LS-SVM和单目标LS-SVM性能相近,但多目标LS-SVM建模运行一次即可得到结果,在NIR多组分定量分析中具有潜在应用优势。

基于最小二乘支持向量机的电网企业供应链碳排放预测方法研究

电网企业供应链碳排放的预测对推动产业链供应链绿色转型具有重要意义,为此提出基于最小二乘支持向量机的电网企业供应链碳排放预测方法。首先,利用4E平衡模型获取电网企业供应链碳排放数据;其次,利用PLS-VIP算法对碳排放数据实施数据筛选,得到有效的碳排放数据变量;最后,引入最小二乘支持向量机,构建碳排放预测模型,并且采用量子粒子群优化算法对其展开优化,实现电网企业供应链碳排放高精度预测。实验结果表明,所提方法在保证预测过程较高稳定性的同时,一定程度上提高了预测精度和预测效率。

基于遗传算法和最小二乘支持向量机可靠性分配

为了提高系统可靠性的精确快速分配,采用支持向量机对系统可靠性进行建模,采用逆向思维对系统可靠性进行分配;为了提高求解速度和鲁棒性,用最小二乘法对支持向量机进行算法优化,并用遗传算法对最小二乘支持向量机进行参数优化;为了提高分配精度,用三角模糊数进行模糊处理;最后针对某系统的可靠性,采用遗传算法优化和模糊处理的最小二乘支持向量机进行分配,并与神经网络和普通遗传算法优化的最小二乘支持向量机进行对比。结果表明,用遗传算法优化和模糊数处理的最小二乘支持向量机具有分配精度高,泛化能力强等优点。

基于最小二乘支持向量机和遗传算法的热式油水两相流含油率建模

Oil holdup of oil-water two-phase flow was measured by using platinum resistance based on the fluid thermal balance equation.In order to improve the measurement accuracy of oil holdup,the effects of the electrical heater fore-and-aft temperature difference of platinum resistance and total oil-water flux on oil holdup were researched.A least squares support vector machine(LSSVM)model with parameters optimized by genetic algorithm(GA)was proposed,the temperature difference and total flux of oil-water two-phase flow were used as inputs,and the oil holdup was used as output of the LSSVM model and the ideal model of oil holdups was obtained.The oil holdup model based on least squares support vector machine and genetic algorithm(LSSVM-GA) was compared with the theory corrected model and good oil holdup measurement results were obtained.The average measurement error was 0.96% in the range of 5% to 60% oil holdup.

基于遗传算法最小二乘支持向量机蓄电池SOC估测

介绍了最小二乘支持向量机(LS-SVM)和遗传算法(GA)的基本理论,建立了基于遗传算法的最小二乘支持向量机蓄电池SOC估测模型。通过数据验证选择了模型的最优核函数,同时利用遗传算法对模型的参数进行了寻优。将寻优结果代入模型进行验证,结果表明,该模型具有很高的预测精度,应用在装甲车辆铅酸蓄电池SOC测上具有很高的实用价值。

基于最小二乘支持向量机的造纸工控网络高隐蔽性入侵检测

造纸工控网络的数据特征具有复杂性和多样性,对于高隐蔽性入侵行为,其特征可能被混杂在正常操作和噪声中,增加了检测的难度。为此,提出基于最小二乘支持向量机的造纸工控网络高隐蔽性入侵检测方法。首先,使用CEEMD算法对网络数据进行分解,得到一系列固有模态分量(IMF),利用排列熵对IMF分量进行分析,确定高噪声IMF分量;使用小波降噪对高噪声IMF分量展开抗干扰处理。然后,使用互信息特征选择方法对抗干扰处理后的入侵数据进行特征提取。最后,将提取到的入侵数据特征作为输入数据,通过最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立一个判别函数,该函数根据输入数据的特征值进行分类,并判断网络中是否存在高隐蔽性入侵行为。实验结果表明,所提方法最高入侵检测准确率达到0.98,Kappa统计量最大为0.99,表明所提方法的数据处理效果好、网络入侵检测精度高。