基于KPLS-LSSVM的航煤闪点和干点软测量应用研究

软测量技术是解决流程工业中一类难以在线测量变量估计问题的有效方法。本文提出了一种基于核偏最小二乘方法(KPLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)的航煤闪点和干点软测量建模方法,采用核偏最小二乘方法对输入变量进行数据压缩,消除变量之间的相关性,简化最小二乘支持向量机模型结构,并通过混沌粒子群—模拟退火方法(CPSO-SA)对最小二乘支持向量机的参数进行优化选择。将优化结果应用于CDU航煤闪点和干点软测量建模,结果表明:该方法具有学习速度快、跟踪性能好以及泛化能力强等优点,为分馏过程在线质量控制的实施奠定了基础。     

基于灰关联分析的KPCA-LSSVM蒸发过程软测量

针对氧化铝生产蒸发过程铝酸钠溶液浓度难以在线检测问题,提出一种基于灰色关联分析和核主元分析相结合的支持向量机蒸发过程建模方法.该方法采用灰色关联分析和核主元分析过程可测参数确定出软测量模型的输入输出变量,再用混沌粒子群优化算法的最小二乘支持向量机构建软测量模型.通过灰关联和核主元分析,既可以全面广泛的筛选出输入变量,增强了模型的适应能力;又可以消除样本共线性,大大降低样本维数.以蒸发过程生产数据进行实验验证的结果表明,与KPCA-LSSVM和LSSVM相比,新模型收敛速度快、鲁棒性较强、精度较高、泛化性更好,能有效的实现蒸发过程铝酸钠溶液浓度的在线检测.     

基于改进的PCA-LS-SVM的软测量技术及应用

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现实时在线检测和高维数据处理的问题,提出了将主元分析与改进的最小二乘支持向量机相结合的软测量建模方法,建立了催化裂化主分馏塔柴油凝固点的软测量模型。最小二乘支持向量机与标准支持向量机相比,失去了"稀疏性",最小二乘支持向量机的稀疏化方法解决了这一难题;主元分析方法的引入,有效地提高了最小二乘支持向量机软测量模型的精度和泛化能力。应用结果表明,该改进的PCA- LS-SVM方法具有学习速度快、跟踪性能好以及泛化能力强等优点。     

基于改进的PCA—LS—SVM的软测量技术及应用

针对工业过程中某些重要过程变量难以实现实时在线检测和高维数据处理的问题，提出了将主元分析与改进的最小二乘支持向量机相结合的软测量建模方法，建立了催化裂化主分馏塔柴油凝固点的软测量模型。最小二乘支持向量机与标准支持向量机相比，失去了“稀疏性”，最小二乘支持向量机的稀疏化方法解决了这一难题；主元分析方法的引入，有效地提高了最小二乘支持向量机软测量模型的精度和泛化能力。应用结果表明，该改进的PCA—LS-SVM方法具有学习速度快、跟踪性能好以及泛化能力强等优点。     

基于支持向量机的软测量建模方法

提出了一种基于支持向量机的软测量方法，并建立了青霉素发酵过程中菌丝浓度的软测量模型，通过实验分析了参数调整和核函数选择对支持向量机建模的影响．利用现场数据建立各种软测量模型可以发现，与其他软测量方法相比，支持向量机方法在理论上优于人工神经网络等其他建模方法．     

基于Bayesian的海洋脂肪酶发酵过程软测量建模

针对海洋微生物低温碱性脂肪酶发酵过程中的关键生物参数(如菌体浓度、葡萄糖浓度等)难以在线检测,提出了一种基于贝叶斯证据框架下的加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)的建模方法.首先,对生物参数进行非线性建模分析,确定软测量模型的辅助变量.然后,应用训练样本集对最小二乘支持向量机进行训练,训练过程中运用贝叶斯证据框架下的三层推断确定模型的最优权向量、最优正则化参数、最优核参数.为了提高模型的鲁棒性,根据误差变量确定权重系数,建立了在发酵过程中可准确预测生物参数的WLS-SVM模型.试验仿真中与传统最小二乘支持向量机模型进行对比,结果表明,基于贝叶斯证据框架下的加权最小二乘支持向量机模型具有计算速度快、泛化能力强、预测精度高等特点.     

用KPCA-LSSVM预测变压器油击穿电压

击穿电压是变压器油品质的重要参数,针对变压器油击穿电压难测试问题,提出基于核主元分析和最小二乘支持向量机的预测方法。为了提高变压器油击穿电压的软测量预测精度,本文选取与击穿电压关联性强的4个参量建立核主元分析模型进行特征提取,消除数据的相关性,得到的4个主成分的方差累计贡献率达96.84%,以此4个主成分作为最小二乘支持向量机软测量模型的输入;采用交叉验证法选取最小二乘支持向量机的惩罚参数和径向基核函数参数,建立核主元分析的最小二乘支持向量机变压器油击穿电压的预测模型,与BP神经网络和最小二乘支持向量机方法进行比较,采用平均相对误差和均方根误差来评价模型的性能指标。实验结果表明,本文提出的预测模型预测精度高、泛化能力好,能够满足变压器油击穿电压的测量需求。     

基于支持向量机的软测量建模

本文主要讨论支持向量机方法在聚酯工业过程软测量建模中的应用,分析各类支持向量机算法、参数及核函数的选择对建模精度的影响。     

基于AFSA-MVRVM的MTO反应过程双烯收率软测量

针对采用关联向量机进行软测量建模所存在的多输出建模问题,提出了一种鱼群优化算法(AFSA)—多输出关联向量机(MVRVM)软测量建模方法。通过加权组合全局性Poly核函数和局部性Gauss核函数,形成混合核函数多输出关联向量机模型,有效融合多特征数据信息;然后采用鱼群优化算法对多输出关联向量机模型的相关核参数进行优化,以进一步改善模型的输出精度和稳定性。将该建模方法应用于甲醇制烯烃生产过程(MTO)反应器出口乙烯和丙烯(简称双烯)收率软测量研究中,结果表明:采用该建模方法所建立的软测量模型能有效预测双烯收率变化,具有较高的预测精度和稳定性,这可为复杂化工过程多参数监测与控制提供有力的技术方法支持。     

软测量技术及其应用

软测量技术是当前过程控制中研究热点之一.在介绍软测量技术基础上,对目前主要软测量建模的方法:机理建模、回归分析、状态估计、模式识别、人工神经网络、模糊数学、基于支持向量机(SVM)和核函数的方法、过程层析成像、相关分析和现代非线性系统信息处理技术等十种方法进行介绍,并对软测量建模方法进行了展望.最后列举了工业应用实例.     

一种融合KPCA和KDA的人脸识别新方法

核判别分析（KDA）和核主成分分析（KPCA）分别是线性判别分析（LDA）和主成分分析（PCA）在核空间中的非线性推广,提出了一种融合KDA和KPCA的特征提取方法并应用于人脸识别中,该方法综合利用KDA和KPCA 的优点来提高人脸识别的性能。此外,还提出了一种广义最近特征线(GNFL)方法来构造有效的分类器。实验结果证明：提出的方法获得了更好的识别结果。     

多尺度域非线性能量保持的图像去噪新方法

提出了一种基于Contourlet多尺度分解域核主成分分析的图像去噪新方法。该方法首先对源图像进行Contourlet分解,在不同频段的子带图像中,利用核主成分分析方法进行能量保持,用重构图像来进行子带去噪,最后通过Contourlet逆变换得到去噪之后的图像。实验结果表明,该方法不仅有效地降低了图像噪声,且峰值信噪比也较高。     

基于核函数的PCA在QAR数据分析中的应用

分析了传统的主成分分析方法的不足,论述了KPCA方法及其时间复杂度高的缺陷。在此基础上,提出基于核函数构造的协方差矩阵的主成分分析,相比 KPCA,该方法具有快的降维速度。实验结果显示：把该方法用于QAR数据具有良好的降维效果和高分类正确率。     

Online identification of nonlinear system using reduced kernel principal component analysis

The Principal Component Analysis (PCA) is a powerful technique for extracting structure from possibly high-dimensional data sets. It is readily performed by solving an eigenvalue problem, or by using iterative algorithms that estimate principal components. This paper proposes a new method for online identification of a nonlinear system modelled on Reproducing Kernel Hilbert Space (RKHS). Therefore, the PCA technique is tuned twice, first we exploit the Kernel PCA (KPCA) which is a nonlinear extension of the PCA to RKHS as it transforms the input data by a nonlinear mapping into a high-dimensional feature space to which the PCA is performed. Second, we use the Reduced Kernel Principal Component Analysis (RKPCA) to update the principal components that represent the observations selected by the KPCA method.     

结合DCT与KPCA的人脸识别

核主成分分析是主成分分析在核空间中的非线性推广,能有效应用于人脸识别,但是识别过程时间开销过大仍是待解决的问题。提出了一种结合离散余弦变换和核主分量分析的人脸识别方法。对人脸图像进行离散余弦变换,选择部分系数重建图像,采用核主分量分析的方法提取人脸特征,采用最近邻分类器进行识别。在ORL人脸库上的仿真结果表明所提出的方法速度快,综合性能优于核主成分分析方法。     

基于余弦角距离的主成分分析与核主成分分析

PCA和KPCA都是基于欧氏距离提出的,这种距离对离群数据点比较敏感,而余弦角距离对离群数据更为鲁棒,在很多情况下具有更好的性能。充分利用余弦角距离的优势,提出两种新的特征抽取算法——基于余弦角距离的主成分分析（PCAC）和基于余弦角距离的核主成分分析（KPCAC）。在YALE人脸数据库与PolyU掌纹数据库上的实验表明,PCAC比PCA取得了更好的效果,KPCAC也表现出了很好的性能。     

非线性特征提取和LSSVM在化工过程故障诊断中应用

提出利用非线性特征提取（核主成分分析（KPCA）和核独立成分分析）消除数据的不相关性,降低维数。核主成分分析利用核函数把输入数据映射到特征空间,进行线性主成分分析计算提取特征;核独立成分分析在KPCA白化空间进行线性独立成分分析（ICA）变换提取独立成分。提取的特征作为最小二乘支持向量机分类器的输入,构建融合非线性特征提取和最小二乘支持向量机的智能故障分类方法。研究了该方法应用到某石化企业润滑油生产过程的故障诊断中的有效性和可行性。     

一种快速核特征提取方法及其应用

针对核主成分分析方法（KPCA）存在大样本集的核矩阵K计算困难问题,提出一种基于分块特征向量选择的快速核主成分分析方法。采用分块特征向量选择方法提取样本子集,用样本子集建立KPCA模型。将该方法应用于某化工过程的特征信息提取,并与全体样本的KPCA相比较。实验结果表明,两者特征提取的有效性相当,但新方法在建模和特征提取过程所耗费的时间较少。     

基于KPCA空间相似度的一类入侵检测方法

为了解决入侵检测系统中异常样本数据不易收集以及异常样本数据分布不均导致传统分类算法出现过适应现象等现实应用问题,提出了一种基于核主成分分析(KPCA)空间相似度的一类入侵检测方法.该方法利用KPCA形成正常样本的非线性特征子空间,其他样本在该空间的投影系数作为相似性的度量.同时,为了有效利用已有的异常训练样本,通过自适应增加免疫因子方法来提高模型的决策性能及增量学习能力.对核函数参数和阈值设定进行了分析,并给出基于粒子群优化算法的决策模型.实验中将该方法同其他多层感知机(MLP),支持向量机(SVM)及自组织映射(SOM)方法进行比较,实验结果验证了该方法的正确性和有效性.     

基于KPCA和FMSD的人脸识别

针对核最大散度差(KMSD)方法在人脸识别中存在边缘类和次优性问题,提出一种基于核主成分分析(KPCA)与模糊最大散度差(FMSD)的人脸识别方法(KFMSD)。利用KPCA方法提取人脸的非线性结构特征,选取投影后类间散度大于类内散度的特征向量作为最优投影轴,采用FMSD方法,根据隶属度函数将样本的原始分布信息完全融入人脸的特征提取中,采用最近邻分类器进行分类识别。在ORL和YALE人脸库上的实验证明了KFMSD方法的有效性。