基于支持向量机的传感器非线性误差校正

提出了一种用支持向量机校正传感器非线性误差的原理和方法。该算法只依据样本就可以正确辩识传感器逆模型特征,而不需关于逆模型函数形式的任何先验知识,并将原问题转化为一个凸二次优化问题,能够保证找到的极值解就是全局最优解,具有较好的泛化能力。通过对电容式湿敏传感器误差校正的应用表明:该算法可取得较好的效果。     

自适应加权最小二乘支持向量机回归及应用

针对软测量建模样本中数据难以避免存在粗差、以及粗差数据对模型性能的影响,提出了一种自适应加权最小二乘支持向量机(AWLS-SVM)回归建模方法。AWLS-SVM基于建模样本数据,根据最小二乘支持向量机回归模型的拟合残差确定各样本的残差权值,根据样本的空间分布确定杠杆权值,进而通过迭代运算,自适应确定各建模样本的权值,在有效减小粗差点对模型性能影响的同时,保留了其所提供的有效信息。仿真实验表明,AWLS-SVM能有效克服粗差样本数据的影响,其模型的预测性能明显优于LS-SVM和径向基函数网络。最后,应用AWLS-SVM建立粗对苯二甲酸中4-CBA含量软测量模型,获得满意结果。     

浅埋地下洞室围岩岩体力学参数反分析研究

基于随机权重粒子群和最小二乘支持向量机方法建立地下洞室力学参数位移反分析模型,利用正交试验和3DEC模型确定各水平参数的学习样本,对地下洞室岩体的力学参数进行位移反分析。结果表明:利用支持向量机方法的非线性映射可以实现力学参数的反分析;反演得到主厂房围岩方向的侧压力系数Kx,Ky为0.453、0.644;三类岩体的弹性模量E3,E4,E5分别为10.15、8.20、2.62 GPa;将反演分析的参数带入3DEC模型得到的位移与实测位移相对误差较小,验证了反演参数的合理性。     

基于GA-LSSVM深基坑墙体侧斜滚动预测模型研究

针对基坑墙体侧斜数据的小样本和非线性特征,提出一种基于GA-LSSVM模型的基坑墙体侧斜的时间序列滚动预测方法。采用三次样条插值法对基坑墙体侧斜的时间序列进行预处理,运用遗传算法(GA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)进行参数寻优,寻找最优参数模型,建立GA-LSSVM时间序列滚动预测模型,预测结果采用相关系数R和均方误差(Mean Squared Error,MSE)进行评价。该方法用于广州某地铁车站基坑墙体侧斜的预测分析,并和未经参数优化的最小二乘支持向量机预测模型进行对比分析,结果表明该预测模型的相关系数高,均方误差小,预测结果较为精准。     

变照度下的视觉测量系统误差建模

针对二维视觉在线测量工件时,照度变化因素导致测量误差的问题,提出基于遗传算法优化的最小二乘支持向量机（GA-LSSVM）,建立照度误差模型的方法. 分析视觉测量系统的误差来源,通过最小二乘法分析照度影响下的误差规律. 利用照度变化误差实验,获得照度和测量系统的误差数据,分别训练GA-LSSVM、支持向量机（SVM）以及BP神经网络,建立照度和测量系统误差模型,对系统测量误差进行预测. 结果表明：在变照度测量误差预测模型中,GA-LSSVM模型、SVM模型及BP神经网络模型的预测精度分别为94.90%、90.23%及80.60%. 这表明遗传算法优化的最小二乘支持向量机建立的变照度误差模型,在拟合和预测精度上优于传统的BP神经网络.     

基于GA-LSSVM直吹式制粉系统煤粉细度软测量

针对燃煤电厂中煤粉细度难以测量的问题,提出了一种基于遗传算法优化最小二乘支持向量机(LSSVM)超参数的煤粉细度软测量方法。通过制粉系统特性试验,综合分析出影响磨煤机煤粉细度参数的主要因素。采用遗传算法优化支持向量机超参数方法构建煤粉细度软测量模型。将该方法用于特性试验,发现检验样本的均方根误差为1.7%,证明煤粉细度软测量方法有效,满足煤粉细度模型精确预测的需求。     

Sequential Time-of-Flight: Localization of Mobile Robots with Single Receiver

In order to reduce the cost of indoor localization system for autonomous mobile robots( AMRs) and to enhance the localization efficiency,this paper presents a localization approach using sequential time of flight( STOF) measurements from a single receiver to localize AMRs in indoor environments. The STOF is a series of TOF measurements that are acquired by the mobile source in sequence. Combined with the pose estimation obtained from the Dead Reckoning( DR) method,the STOF measurements from a single receiver can be adapted and applied to the trilateration localization model to determine the indoor position of the AMRs. Based on the error analysis of the STOF localization,a double-layer Kalman filter( DLKF) is proposed to fuse multiple STOF localization results and further improve the localization accuracy. In the computer simulation experiments,an average ±20 mm positioning accuracy is attained with the presence of simulated noise that is similar to the realistic sensor noise in magnitude. The simulation results indicate the effectiveness and the potential value of the proposed localization scheme in the practical indoor localization application.     

基于LAR和在线LS-SVR的非线性时间序列故障预报

针对非线性系统的故障预报,设计了一种在线最小二乘支持向量回归机(LS-SVR)算法,提出了一种基于在线LS-SVR和线性AR(LAR)混合预测的故障预报新方法.用LAR对非线性系统进行局部线性建模,用LS-SVR在线补偿局部线性模型的建模误差,实现了非线性时间序列的一步预测,并推广到N步预测.基于已知的正常时间序列数据,直接对当前N步预测值进行异常估计,实现故障预报,提高了实时性.同时方法的误检率和漏检率还可人为调整,对不同对象具有普遍性.仿真实验证明了方法的有效性.     

基于相空间重构和最小二乘支持向量机的滑坡预测

针对滑坡位移时间序列的非线性特性,引入基于相空间重构和最小二乘支持向量机（LSSVM）的预测法.利用Cao氏方法确定嵌入维数,根据互信息法计算最佳延迟时间;然后在相空间中,利用最小二乘支持向量机（LSSVM）建立预测模型.试验结果表明,模型具有较高的精度,是科学可行的.     

基于最小二乘支持向量机的纳米金免疫层析试条快速定量

通过光电反射式的光路扫描纳米金免疫层析试条测试线和质控线信号,研究基于最小二乘支持向量机的纳米金免疫层析试条快速定量方法,建立遗传算法优化的最小二乘支持向量机纳米金免疫层析试条定量研究方法。该方法对纳米金免疫层析试条甲胎蛋白(AFP)检验样本的统计数据中,样本相对均方差RMSE为12.2%,实验结果表明:遗传算法优化的纳米金免疫层析试条最小二乘支持向量机定量拟合模型有较好的整体性能和局部性能,适用于纳米金免疫层析试条的快速定量。     

基于灰狼支持向量机的非等时距滑坡位移预测

以三峡库区白水河滑坡为例,针对滑坡位移监测数据的非等距性和复杂性,结合非等距时间序列分析法、灰狼优化算法（GWO）和支持向量回归机（SVR）模型,提出新型非等距位移时序预测模型.利用自然三次样条插值法对滑坡位移数据进行等时距处理,基于时间序列分析理论将位移数据中的趋势成分和周期成分剥离,采用基于稳健最小二乘法的三次多项式拟合和GWO-SVR耦合模型分别对这两者进行预测,利用时间序列加法模型得到滑坡累计位移的预测值.研究表明,基于灰狼支持向量机的非等时距滑坡位移预测模型不仅预测精度高,预测误差较小,且寻优参数设置简单,计算收敛迅速.     

Prediction method for surface finishing of spiral bevel gear tooth based on least square support vector machine

The predictive model of surface roughness of the spiral bevel gear (SBG) tooth based on the least square support vector machine (LSSVM) was proposed.A nonlinear LSSVM model with radial basis function (RBF) kernel was presented and then the experimental setup of PECF system was established.The Taguchi method was introduced to assess the effect of finishing parameters on the gear tooth surface roughness,and the training data was also obtained through experiments.The comparison between the predicted values and...     

基于改进最小二乘支持向量回归机的链路质量预测

为了准确地预测链路质量,提出基于改进最小二乘支持向量回归机的无线传感器网络链路质量预测模型.采用粗糙集理论约简链路质量参数,以提取出有效反映链路质量的特征参数;利用遗传算法优化最小二乘支持向量回归机的惩罚因子和核函数宽度.实验结果表明,与Experts Advice预测模型相比,提出的预测模型具有更高的精度.     

小波包主成分分析在气液两相流流型识别中的应用

针对气液两相流特征参数与流型之间复杂的非线性关系,提出了一种基于小波包主成分分析和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的气液两相流流型识别方法。该方法首先对采集的3个不同取压间距差压波动信号进行4层小波包分解,形成小波包特征向量矩阵,然后运用主成分分析方法降低特征向量矩阵的输入维数,并用于LS-SVM训练和识别。试验结果表明,融合3个传感器信息的主成分特征可有效地识别流型,与单一传感器的特征相比,具有更高的识别率。     

基于混沌果蝇优化最小二乘支持向量机的秸秆发酵过程软测量建模

针对秸秆发酵制取燃料乙醇过程的关键参量乙醇质量浓度难以用传统物理传感器实时在线测量,给发酵过程的监测与控制带来困难这一难题,采用混沌果蝇优化算法( chaos fruit fly optimization algorithm,CFOA)优化最小二乘支持向量机( least square support vector machine,LSSVM)的关键参数,避免了普通交叉验证法选取参数的耗时性和盲目性,建立混沌果蝇最小二乘支持向量机软测量模型,实现乙醇质量浓度的在线实时测量.实验仿真表明：基于CFOA的LSSVM模型平均误差为4.55%,明显优于LSSVM模型,表明该软测量建模方法预测能力强,测量精度高.     

基于谐波修正的两相非等节距时栅传感器

通过研究三相、两相时栅传感器的信号模型,设计了一种新型位移传感器——两相非等节距时栅位移传感器.该传感器在不增加加工难度的情况下,提高了传感器的极对数.通过分析传感器的误差组成,研究了误差谐波修正法理论,提出了一种新的非等间距采样误差修正方法.该方法消除误差的效果与等间距整周期采样误差修正相似,但采样点数要少得多.实验表明,采用新型位移传感器能提高传感器的精度.     

基于多源数据特征融合的球磨机负荷软测量

针对磨矿过程球磨机负荷(ML)难以实时检测,生产中主要依靠人工经验判断负荷状态的难题,依据磨机筒体振动、振声、电流等信号与磨机负荷间存在相关性、信息互补与冗余的现象,提出基于多源数据特征融合的球磨机负荷软测量新方法.该方法由时域滤波、时频转换、特征提取、特征选择及软测量模型5部分组成.采用快速傅里叶变换(FFT)将滤波后的筒体振动及振声时域信号转换成频域信号,根据研磨机理将频域信号划分为低、中、高3个频段,采用核主元分析(KPCA)分别提取各个频段的非线性特征,选择振动、振声频域特征与电流时域特征的融合信号作为模型输入,建立基于最小二乘支持向量机(LSSVM)的磨机负荷软测量模型.实验结果表明,该方法与基于主元分析-最小二乘支持向量机(PCA-LSSVM)方法和单传感器方法相比,磨机负荷参数预测精度较高.     

基于SVM的管网状态估计模型

为建立未知节点压力和可知监测信息之间的管网状态估计模型,应用支持向量机算法,建立基于支持向量机的管网状态估计模型和测压点压力宏观模型.经仿真分析,SVM模型90%以上预测数据的绝对误差控制在0.01MPa;与BP神经网络模型相比,同样的样本集均方误差情况下,其测试集均方误差一般比BP神经网络精度高.杭州市管网的实例计算中,85%以上测压点预测数据的相对误差都在5%以内,结果相当理想.     

基于改进粒子群优化LSSVM的污水COD软测量建模

针对在污水处理过程中水质参数(如出水化学需氧量(COD),pH值)变化过程的高度时变性、非线性和复杂性等特点,提出一种基于改进粒子群优化最小二乘支持向量机(IPSO-LSSVM)的软测量模型。该模型将小样本机器学习——最小二乘支持向量机(LSSVM)引入工业污水处理过程水质参数预测,网络训练过程中采用粒子群优化算法,使得该算法能够自适应获取最优超参数,形成IPSO-LSSVM算法,对工业污水处理出水COD参数进行回归预测。实验结果表明:与LSSVM和PSO-LSSVM模型相比,IPSO-LSSVM模型预测结果的均方根误差分别降低了40.9%和30.5%;相关系数分别提高了13.0%和6.6%。这表明IPSO-LSSVM模型在预测精度、收敛速度和抗干扰能力等方面明显优于LSSVM和PSO-LSSVM模型。     

Adaptive blind equalizer based on least square support vector machine

An adaptive blind support vector machine equalizer ( ABSVME ) is presented in this paper.The method is based upon least square support vector machine ( LSSVM ),and stems from signal feature reconstruct...