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基于数据分解与斑马算法优化的混合核极限学习机月径流预测
1
作者
李菊
崔东文
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2024年第6期42-50,共9页
为提高月径流预测精度,改进混合核极限学习机(HKELM)预测性能,提出小波包分解(WPT)-斑马优化算法(ZOA)-HKELM组合模型。利用WPT处理月径流时序数据,构建局部高斯径向基核函数和全局多项式核函数相混合的HKELM;通过ZOA优化HKELM超参数(...
为提高月径流预测精度,改进混合核极限学习机(HKELM)预测性能,提出小波包分解(WPT)-斑马优化算法(ZOA)-HKELM组合模型。利用WPT处理月径流时序数据,构建局部高斯径向基核函数和全局多项式核函数相混合的HKELM;通过ZOA优化HKELM超参数(正则化参数、核参数、权重系数),建立WPT-ZOA-HKELM组合模型,并构建WPT-遗传算法(GA)-HKELM、WPT-灰狼优化(GWO)算法-HKELM、WPT-鲸鱼优化算法(WOA)-HKELM、WPT-ZOA-极限学习机(ELM)、WPT-ZOA-最小二乘支持向量机(LSSVM)、ZOA-HKELM作对比模型,通过黑河流域莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列预测实例对各模型进行检验。结果表明:(1)莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列WPT-ZOA-HKELM模型预测的平均绝对百分比误差分别为1.054%、0.761%,决定系数均达0.999 9,优于其他对比模型,具有更高的预测精度,预测效果更好。(2)利用ZOA优化HKELM超参数,可提高HKELM预测性能,优化效果优于GWO、WOA、GA。(3)预测模型能充分发挥WPT、ZOA和HKELM优势,提高月径流预测精度;在相同分解和优化情形下,HKELM的预测性能优于ELM、LSSVM。
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关键词
月径流预测
时间序列
斑马优化算法
混合核极限学习机
小波包变换
超参数优化
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职称材料
基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断
2
作者
戚晓利
王兆俊
+3 位作者
毛俊懿
王志文
崔德海
赵方祥
《振动与冲击》
EI
2024年第11期165-175,共11页
针对现有深度卷积神经网络对滚动轴承混合故障诊断效果不佳以及模型复杂度过高导致计算成本过大等问题,提出了一种基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断方法。该模型由RegNet-CSAM网络和ZOA-KELM分类算法组成。首先,将融合...
针对现有深度卷积神经网络对滚动轴承混合故障诊断效果不佳以及模型复杂度过高导致计算成本过大等问题,提出了一种基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断方法。该模型由RegNet-CSAM网络和ZOA-KELM分类算法组成。首先,将融合了通道和空间特征的注意力机制CSAM与组卷积残差模块结合,提升该结构的表征能力,由此构建的RegNet-CSAM网络,模型复杂度为0.48GF;其次,在分类阶段将斑马优化核极限学习机(ZOA-KELM)替代原来网络中使用的Softmax函数完成最后的分类任务。滚动轴承故障诊断试验结果表明,RegNet网络对滚动轴承混合故障样本容易产生误判,CSAM的融入虽将RegNet网络的分类精度进一步提高,但是仍然存在一定程度的滚动轴承混合故障误判问题;而将ZOA-KELM替代Softmax函数后再对RegNet-CSAM网络输出特征进行分类,能够有效识别出滚动轴承的单一和混合故障,准确率达到了99.92%。所提方法对比其他网络,诊断精度最大提升5.02%,模型复杂度最大缩减32倍。
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关键词
故障诊断
滚动轴承
组卷积残差结构
注意力机制
斑马优化核极限学习机(
zoa-kelm
)
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职称材料
题名
基于数据分解与斑马算法优化的混合核极限学习机月径流预测
1
作者
李菊
崔东文
机构
云南开放大学城市建设学院
云南省文山州水务局
出处
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2024年第6期42-50,共9页
基金
云南省教育厅教育科学研究基金项目(2023J0797)
云南省水利厅水利科技项目(2024BC202003)。
文摘
为提高月径流预测精度,改进混合核极限学习机(HKELM)预测性能,提出小波包分解(WPT)-斑马优化算法(ZOA)-HKELM组合模型。利用WPT处理月径流时序数据,构建局部高斯径向基核函数和全局多项式核函数相混合的HKELM;通过ZOA优化HKELM超参数(正则化参数、核参数、权重系数),建立WPT-ZOA-HKELM组合模型,并构建WPT-遗传算法(GA)-HKELM、WPT-灰狼优化(GWO)算法-HKELM、WPT-鲸鱼优化算法(WOA)-HKELM、WPT-ZOA-极限学习机(ELM)、WPT-ZOA-最小二乘支持向量机(LSSVM)、ZOA-HKELM作对比模型,通过黑河流域莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列预测实例对各模型进行检验。结果表明:(1)莺落峡、讨赖河水文站月径流时间序列WPT-ZOA-HKELM模型预测的平均绝对百分比误差分别为1.054%、0.761%,决定系数均达0.999 9,优于其他对比模型,具有更高的预测精度,预测效果更好。(2)利用ZOA优化HKELM超参数,可提高HKELM预测性能,优化效果优于GWO、WOA、GA。(3)预测模型能充分发挥WPT、ZOA和HKELM优势,提高月径流预测精度;在相同分解和优化情形下,HKELM的预测性能优于ELM、LSSVM。
关键词
月径流预测
时间序列
斑马优化算法
混合核极限学习机
小波包变换
超参数优化
Keywords
monthly runoff forecast
time series
zebra
optimization
algorithm
hybrid
kernel
extreme
learning
machine
wavelet packet transform
hyperparameter
optimization
分类号
TV124 [水利工程—水文学及水资源]
P333 [天文地球—水文科学]
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职称材料
题名
基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断
2
作者
戚晓利
王兆俊
毛俊懿
王志文
崔德海
赵方祥
机构
安徽工业大学机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
2024年第11期165-175,共11页
基金
国家自然科学基金面上项目(51975004)。
文摘
针对现有深度卷积神经网络对滚动轴承混合故障诊断效果不佳以及模型复杂度过高导致计算成本过大等问题,提出了一种基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断方法。该模型由RegNet-CSAM网络和ZOA-KELM分类算法组成。首先,将融合了通道和空间特征的注意力机制CSAM与组卷积残差模块结合,提升该结构的表征能力,由此构建的RegNet-CSAM网络,模型复杂度为0.48GF;其次,在分类阶段将斑马优化核极限学习机(ZOA-KELM)替代原来网络中使用的Softmax函数完成最后的分类任务。滚动轴承故障诊断试验结果表明,RegNet网络对滚动轴承混合故障样本容易产生误判,CSAM的融入虽将RegNet网络的分类精度进一步提高,但是仍然存在一定程度的滚动轴承混合故障误判问题;而将ZOA-KELM替代Softmax函数后再对RegNet-CSAM网络输出特征进行分类,能够有效识别出滚动轴承的单一和混合故障,准确率达到了99.92%。所提方法对比其他网络,诊断精度最大提升5.02%,模型复杂度最大缩减32倍。
关键词
故障诊断
滚动轴承
组卷积残差结构
注意力机制
斑马优化核极限学习机(
zoa-kelm
)
Keywords
fault diagnosis
rolling bearing
group convolution residual structure
attention mechanism
zebra
optimization
algorithm-based
kernel
extreme
learning
machine
(
zoa-kelm
)
分类号
TH165.3 [机械工程—机械制造及自动化]
TN911.7 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于数据分解与斑马算法优化的混合核极限学习机月径流预测
李菊
崔东文
《长江科学院院报》
CSCD
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断
戚晓利
王兆俊
毛俊懿
王志文
崔德海
赵方祥
《振动与冲击》
EI
2024
下载PDF
职称材料
已选择
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