基于Vague-Sigmoid核函数的PSVM故障诊断算法研究

支持向量机因其相比于传统算法具有良好的分类性能,而广泛地应用于故障诊断研究中。但标准SVM存在训练时间长,占用内存大的不足。近似支持向量机(Proximal Support Vec-tor Machines,PSVM)算法具有训练速度快占用内存少的特点,特别适用于大量数据的故障诊断。但其对于分类超平面附近点的诊断精度略显不足。针对此类问题文中将耗时较少的Vague-Sigmoid核函数应用于PSVM,用以提高其对于在分类面附近样本的分类精度,仿真证明获得了较好的效果。

基于Sigmoid核函数的纺织品色差分类检测研究

颜色的自动检测分级是纺织、印染行业质量检测中的关键一环。为达到纺织品颜色的快速分级,根据人类视觉特性,提出了一种基于Sigmoid核函数的纺织品色差分类检测方法。该方法首先将采集的待测纺织品图像进行预处理操作,并将图像数据由RGB色彩空间转换至HSV色彩空间;其次对图像区域进行均匀分块,提取H、S、V分量值并采用加权和的方式计算待测纺织品与标准样品间的色差值ΔE;最后以ΔE作为特征向量,采用基于Sigmoid核函数的SVM分类器来实现纺织品颜色分级。通过色差检测系统分类实验验证该方法分类准确率较高,可以实现纺织品的色差检测分类。研究结果可为陶瓷、木材等其他行业的色差检测分类提供参考。

基于AHP耦合Sigmoid函数的重载铁路黄土边坡风险分析

重载铁路具有大轴重、高密度、大运量的运输特点,黄土边坡路基段一直是重载铁路运营的高风险区段,现有风险评价方法尚无法满足其风险量化分析的需求。利用层次分析法AHP耦合Sigmoid函数的方法,围绕事故发生概率和损失两个方面对重载铁路黄土边坡工程展开风险定量评价。首先以边坡滑塌事故调研和稳定性控制理论为基础,明确黄土边坡的失稳影响因素,建立重载铁路黄土边坡稳定性评价模型和边坡失稳危害性评价模型;然后应用层次分析法建立黄土边坡稳定性评价模型指标权重,并提出各级影响因素的指标赋值方法;而后引入基于朴素贝叶斯理论的Sigmoid函数,构建边坡稳定服役概率、风险判断矩阵和黄土边坡的风险等级确定方法;最后以朔黄铁路某站高陡黄土边坡为工程背景,应用所得理论方法对其进行风险定量分析,计算得出该边坡失稳概率为0.64,造成经济损失约8611万元,隶属于高风险等级,并针对坡体几何特征、渗透能力、基岩特性等低分指标提出了具体的安全性提升措施建议。

一类华罗庚域的Bergman核函数的显式表达

在任意不可约有界圆型齐性域上考虑一类华罗庚域E(q 1,…,q m,Ω;p 1,…,p m),其中Ω是指任意不可约有界圆型齐性域,q 1,…,q m都是自然数,m,p 1,…,p m都是正整数,N(Z,Z)是Ω的一般范数。利用完备正交函数系和多元极坐标变换,给出了该域的Bergman核函数的显式表达。

基于SoS核函数调制的超声图像伪影剔除方法

针对超声图像伪影严重的问题,提出了一种基于SoS核函数调制的超声图像伪影剔除方法,该方法能同时剔除由等声程线扩散、传感器拖尾现象和检测噪声产生的伪影.该方法利用SoS核函数对测得的超声回波信号进行调制,对调制后的信号等间隔低速率采样来获取离散序列值,再对离散序列进行离散傅里叶变换得到傅里叶系数序列,利用谱估计算法对回波信号参数进行估计,获取检测信号的特征参数,最后对回波信号进行自适应重构,计算声场得到超声图像.试验结果表明,聚焦和直探头对槽和通孔类缺陷的去伪影效果明显,与传统B扫图像相比,峰值信噪比分别达到了24.306、23.213、15.074和16.444 dB,结构相似度分别为0.931、0.932、0.746和0.773,表明该算法有效提高了缺陷图像的质量.

一类例外Forelli-Rudin结构的Bergman核函数

一类例外Forelli-Rudin结构是以16维例外Cartan域为底的半Reinhardt域。当这类域的所有参数为正实数时,给出其级数形式的Bergman核函数,并且当其中一个特定的参数为正整数时,得到该域的有限形式的Bergman核函数。

基于Gram-Schmidt正交化和HSIC的核函数选择方法

核方法是一种解决非线性、异构数据的有效方法,核函数的选择问题是核方法中的一个重要课题,对于不同的应用问题,如何选择合适的核函数还没有足够的理论基础,不适当的核函数选取会降低核方法的性能。由此,提出了一种基于Gram-Schmidt正交化(GSO)和Hilbert-Schmidt独立准则的核选择方法(HSIC-GSO),该方法考虑了核函数选择过程中存在的不相关冗余信息。首先,利用GSO消除核函数之间的冗余信息;然后,使用HSIC度量核函数与理想核之间的相似性;最后,得到一组判别能力强、多样性大的基核函数。实验结果表明,HSIC-GSO方法选择的核函数泛化性好,并且提高了MKL的分类性能,验证了所提方法的有效性。

基于核函数的隔离森林算法

基于随机子采样的隔离森林算法没有考虑到子采样中来自不同区域样本点之间的相对密度,为此提出基于核函数的隔离森林算法K-iForest,根据概率密度函数重新采样来提高隔离森林算法的性能。在离群点检测数据库(ODDS)的Annthyroid、ForestCover、Mulcross、Shuttle和Http(KDD Cup 1999)、Smtp(KDD Cup 1999)、KDD CUP 99数据集上验证K-iForest算法的有效性和效率,并与iForest算法、EIF算法、RRCF算法、GIF算法以及HIF算法进行比较。实验结果表明,K-iForest算法的AUC值高出其他算法0.1%~100.2%。

基于三角函数的核信号类高斯成形算法研究

高斯信号具有高信噪比、抗弹道亏损和易于提取幅度等优点。因此,在核辐射测量系统中,核信号的高斯成形被广泛应用于探测器输出信号的滤波和幅度提取。然而,目前实时高斯成形核脉冲信号仍然具有挑战性。常见的Sallen-Key滤波器和CR-(RC)^(m)滤波器输出的类高斯信号还存在对称性差和下冲等问题。本文提出了一种基于三角函数的双指数信号类高斯脉冲成形算法。该算法以三角函数为基础,通过平移和反转可得到左右对称的类高斯信号(1-cosx),采用Z变换方法推导了该算法的数字递推式。仿真和实测结果表明:在相同达峰时间条件下,相较于正弦函数(sin)脉冲成形,类高斯脉冲成形具有更好的滤波性能,信噪比(SNR)提升了8.95%。同时,类高斯脉冲成形所得能谱的能量分辨率较sin脉冲成形更优。与梯形脉冲成形相比,类高斯脉冲成形具有更好的堆积脉冲分离能力,展现出良好的应用前景。

基于Sigmoid函数的非对称式S型曲线机械臂加减速控制方法

机械臂广泛应用于制造、装配、搬运、码垛等方面,对提高生产力起着重要作用。为减小机械臂在运动过程中的振动和冲击,提高机械臂轨迹执行效率,提出一种非对称式S型曲线加减速控制方法。该方法通过在双段Sigmoid函数中插入直线段,构成加加速度连续的运动学曲线。通过粒子群算法进行参数优化求解,无需反复确认每个时间段的存在性即可求出非对称约束下的曲线参数,并分别在关节空间和笛卡尔空间采用时间同步和位移同步方法使机械臂的运动轨迹更加协调自然。结果表明,相同条件下提出的方法比三角函数方法轨迹执行效率更高且加加速度仅为三角函数方法的55%。与梯形加加速度曲线相比,采用提出的方法规划的运动轨迹可减少35.7%的残余振动,验证了该方法的有效性。

基于改进核函数的支持向量机天然气脱硫装置故障诊断方法

针对传统脱硫故障诊断方法反应慢、诊断准确率低的问题,根据Mercer理论,改进了支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的核函数及其参数,建立了一个由多项式核函数、Sigmoid核函数和高斯径向基核函数复合成的改进核函数,在此基础上提出了一种基于改进核函数的SVM天然气脱硫装置故障诊断方法。相对于传统SVM,改进SVM体现了各单一核函数的优点,并具有更好的学习效率及诊断准确率,在小样本数据条件下仍然具有较好的泛化能力。利用HYSYS软件建模并与现场数据进行对比实验,由实验结果可知改进SVM的误差率降低到传统SVM误差率的约30%,验证了新方法能有效提高脱硫装置故障诊断的准确率和效率。研究结果有助于天然气脱硫装置故障诊断系统工作的智能化开展,同时也为故障诊断方法的研究提供了借鉴。

基于核函数和超参数优化的退役锂电池健康状态估计

退役锂电池的健康状态(SOH)估计对于电池再利用和环境可持续性至关重要,考虑到电池退役前使用条件的不确定性,为进一步实现数据驱动方法对退役锂电池SOH的精确估计,本研究提出一种改进高斯过程回归(GPR)模型的SOH估计方法。首先,收集退役锂电池的循环充放电数据,在考虑温度影响的同时,使用容量增量分析(ICA)和电化学阻抗谱(EIS)等方法,获取统计健康特征来表征退役锂电池的老化特性,并使用Pearson相关系数对所选统计特征进行相关性分析,筛选出与SOH相关性高的健康特征,消除特征冗余性。然后,基于单一核函数学习老化特征能力有限和传统超参数寻优方法效率不足的特点,将线性核函数和对角平方指数核函数结合,以更好地适应电池SOH估计任务中的多样性,同时,使用鲸鱼算法(WOA)对估计模型的超参数进行优化,以确保最佳拟合效果,建立改进的GPR估计模型以提高估计的精确性。最后,采用NASA电池数据集中具有不同初始健康状况的四个不同电池,来验证所提出方法的有效性,结果表明,本文所提方法可以提供准确的SOH估计,其中平均绝对误差均小于1.75%且均方根误差均小于2.42%。

基于核函数聚类的重庆市图书馆均等配置及优化

以重庆市图书馆为例,从居民视角出发,应用公共设施区位理论,提出了核函数聚类法,优化图书馆空间配置。引入多种优化模型,与核函数聚类法进行了对比分析,以期最大程度地优化重庆市图书馆的空间配置。结果表明:用不同方法进行图书馆空间配置优化,核函数聚类法覆盖的总人口数最多,受距离影响较小,优化的空间配置更均等;P-中心模型受空间分布影响较大;P-中位模型易受距离影响;MCLP模型较适合中距离优化的选择。模型间交通可达性的差异并不明显,可用于优化决策提供参考辅助。该核函数聚类法可为公共服务设施空间布局的均等优化或规划提供理论依据。

利用Sigmoid函数所建隧道围岩全过程位移曲线的应用及效果验证

隧道围岩位移能够综合反映隧道施工过程中围岩稳定性及支护效果,但实际工程中掌子面前方围岩位移难以监测,导致难以得到围岩全过程位移曲线。为了获取隧道围岩全过程位移曲线,基于Sigmoid函数、遗传算法及数值计算方法,建立了隧道围岩全过程位移曲线,并验证了该曲线的预测效果。选取某公路隧道不同围岩级别工况下的典型位移监测数据,对所提出的预测方法进行验证,结果表明:基于Sigmoid函数的隧道围岩全过程位移曲线能够较为准确地预测围岩位移,预测精度和可靠性较高,适用于不同围岩级别及开挖方法,可为施工阶段围岩稳定性评价提供参考。

基于核函数支持向量回归的盾构姿态预测方法

盾构机在掘进过程中,常因盾构机姿态控制不良导致一系列工程事故。为满足盾构隧道施工需求,需要找到一种能准确预测盾构姿态的方法,以达到合理纠偏的目的。提出了一种基于小波阈值去噪和支持向量回归(SVR)的盾构姿态预测方法,利用箱型分析法筛选并清洗原始数据异常值,采用小波阈值去噪对数据训练集进行降噪处理,有效地提高了模型的性能。以可决系数R 2平均绝对误差MAE作为评价指标,评估了4种核函数的SVR盾构姿态预测效果。依托杭州某盾构工程,验证了该方法的有效性。研究结果表明:原始数据经过异常值清洗、小波阈值去噪后,线性核函数SVR预测表现最好,刀盘水平姿态的R 2和MAE分别达到0.930和8.180 mm,盾尾水平姿态的R 2和MAE分别达到0.949和7.061 mm。

基于改进型sigmoid函数的混合储能系统SOC控制策略

介绍锂离子电池-超级电容混合储能系统的传统SOC控制策略,提出一种基于改进型sigmoid函数的SOC控制策略,并通过算例来展示混合储能模型的构建、仿真过程,分析验证基于改进型sigmoid函数的混合储能系统SOC控制策略的有效性。

一类Hartogs域的Bergman核函数

利用Bergman核函数定义以及双全纯等价域之间Bergman核函数的关系,计算一类以典型域直乘积为底空间的Hartogs域的Bergman核函数的显式表达式。

基于高斯核函数的差分隐私模糊C均值聚类算法的构建与应用

目的:提出一种基于高斯核函数的差分隐私模糊C均值聚类算法(DPFCM_GF),旨在优化大数据背景下医疗数据分析和挖掘带来的数据隐私安全问题,为数据隐私保护提供理论基础。方法:针对随机初始化模糊C-均值隶属度矩阵降低算法精度问题,采用最大距离法确定初始中心点,使用聚类中心点的高斯值计算隐私预算分配比率,并添加拉普拉斯噪声以完成差分隐私保护,构建DPFCM_GF。收集整理美国加州大学欧文分校机器学习存储库的心脏病、乳腺癌、甲状腺疾病及糖尿病公开数据集对DPFCM_GF有效性进行验证,收集2019年1月1日至2022年12月31日淮安市第二人民医院收治的756例胃癌和肺癌患者病例数据集,对DPFCM_GF的可用性进行验证,并将分析结果与模糊C均值聚类算法(FCM)以及差分隐私模糊C均值聚类算法(DPFCM)进行对比分析。结果:对于心脏病、乳腺癌、甲状腺疾病及糖尿病公开数据集,DPFCM_GF和DPFCM的最优聚类效果与FCM聚类效果相当;相较于DPFCM,DPFCM_GF迭代时间更快,聚集速度显著,差异有统计学意义(t=4.01、4.71、4.01、12.38,P<0.05)。对于肺癌和胃癌数据集,随着隐私预算ε的增大,DPFCM_GF正确识别率逐渐聚集于91.9%和93.9%,受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)值分别为0.79和0.81;当隐私函数ε为0.1、0.5、1和2(ε<3)时,DPFCM_GF聚类效果显著优于DPFCM,且聚类效果更佳,差异有统计学意义(χ^(2)=12.25、87.12、68.58、7.76,P<0.05;χ^(2)=4.74、43.51、42.47、4.89,P<0.05)。结论:DPFCM_GF是一种有效保护医疗数据隐私的方法,同时也可进行数据分析和挖掘任务,具有一定的研究意义和研究前景。

基于高斯核函数的差分隐私技术联合聚类算法在医疗数据安全中的应用

目的针对数据隐私泄露的风险,提出一种基于高斯核函数的差分隐私技术联合聚类算法。通过对医疗数据的处理和保护,旨在提供一种保证医疗数据隐私安全的解决方案。方法通过介绍医疗数据在机器学习过程中隐私暴露的问题以及差分隐私技术原理、差分隐私模糊C均值聚类算法(Differential Privacy Fuzzy C-means Algorithm,DPFCM)和基于高斯核函数的差分隐私模糊C均值聚类算法(Differential Privacy Fuzzy C-means Algorithm Based on Gaussian Kernel Function,DPFCM_GF)的构建过程,采用最大距离法确定初始中心点,使用聚类中心点的高斯值来计算隐私预算分配比率,使用拉普拉斯噪声完成差分隐私保护。通过收集整理心脏病、乳腺癌、甲状腺疾病、糖尿病的公开数据对各算法进行验证。结果DPFCM_GF和DPFCM对不同数据集的聚类效果随隐私预算的增加逐渐改善。DPFCM_GF限值隐私预算分别为1.31、0.85、0.66、1.75,相对DPFCM减少了41.78%、50.29%、53.52%、38.38%,具有较快的收敛迭代速度,增幅差异具有统计学意义(P<0.05)。结论在医疗数据分析中,DPFCM_GF在一定程度上能够保护医疗数据的隐私,同时可提供具有较高准确性的聚类结果,具有潜在的应用前景和市场价值。

岩质边坡稳定性SVM预测模型的新型核函数应用

导致岩体破坏的影响因素复杂多样,一般分为几何因素和物理因素。目前针对均质体的岩质边坡物理参数取值方面的研究较多,而关于改进的二折线岩质边坡模型的影响因素分析还处于起步阶段,且寻找能够解决各因素之间非线性关系的分析方法是十分必要的。基于二折线边坡计算模型,引入能够解决高维非线性问题的支持向量机方法,通过重要参数的敏感性分析,提出一种新型的综合核函数,论证该方法在岩质边坡稳定性预测分析中的可行性。通过各因素的敏感性分析可知,关于边坡的几何因素,采用RBF核函数所建预测模型精度较高,Sigmoid核函数适用性较差;关于边坡的物理力学因素,采用Linear核函数所建预测模型精度较高,Polynomial核函数和Sigmoid核函数适用性较差。经核函数矩阵组合得到一种新型综合核函数,并与4种常规核函数进行预测效果对比,结果表明,采用新型综合核函数所得岩质边坡稳定性预测精度最高,绝对误差不超过0.010 3,相对误差不超过2.83%。研究结论可为岩质边坡稳定性分析提供一种新思路。