PSO-BP神经网络在MBR工艺中的膜污染预测

针对MBR膜污染因子较为复杂且各因子之间相互交叉,提出基于PSO-BP神经网络的膜污染预测方法.首先用主成分分析法实现输入变量的去维和去相关,简化网络的输入,然后应用粒子群算法优化神经网络的权值和阈值.网络训练时使用的数据是在不同操作条件下,采用孔径为0.038μm的聚醚砜超滤膜处理印染废水溶液时得到的膜通量实验数据,最后用训练好的PSO-BP神经网络对膜通量进行预测.结果表明,与传统BP算法相比,PSO-BP神经网络算法能更快实现收敛,提高运算速度以及膜通量预测的准确度.     

改进果蝇算法优化BP神经网络预测汽油辛烷值

针对BP神经网络存在预测精度不佳、预测结果不稳定的问题,提出改进果蝇算法优化BP神经网络(back propagation neural network)预测模型。将混沌映射、判别因子与变步长机制引入果蝇优化算法(fruit fly optimization algorithm, FOA)中,得到改进后的自适应混沌果蝇优化算法(fruit fly optimization algorithm with chaos and discriminant factors, CDFOA),并利用测试函数对算法进行性能验证。利用CDFOA优化BP神经网络的初始权值与阈值,构建基于CDFOA优化BP神经网络对于汽油辛烷值的预测模型CDFOA-BP。将采集到的60组汽油数据输入预测模型进行测试分析。预测结果表明,与FOA-BP模型、PSO-BP模型、SSA-BP模型和BP神经网络模型相比,CDFOA-BP模型在预测精度与预测稳定性上均优于其他4种模型,验证该模型的有效性与可行性。     

基于改进磷虾群算法优化ESN的短期负荷预测

为提高负荷预测的精确度,本文提出了一种基于改进磷虾群算法优化ESN神经网络的负荷预测模型。首先采用核主成分分析法对河南某地区的实际电力负荷数据进行优选,再使用IKH-ESN模型对优选后的数据进行预测。同时建立传统BP、传统ESN、PSO-BP三种模型进行预测并对比分析。仿真结果证明本文所提出模型有效地克服了传统模型易陷入局部最小等问题,对于负荷预测更具有准确性与有效性。     

开采地面沉陷预测的神经网络方法研究

应用神经系统网络理论，建立了开采地面沉陷的BP神经网络模型，采用开采地面沉陷实测数据对网络进行了训练，以此训练好的BP神经网络模型来描述开采地面沉陷与其影响因素之间的非线性映射关系，并采用测试样本对模型进行了测试，结果表明，网络的预测性能是令人满意的。     

基于实测数据的地铁隧道长期沉降预测模型研究

基于上海地铁二号线的实测沉降数据,运用遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对传统BP神经网络进行了优化,以弥补BP神经网络在网络结构、权值和阈值选择上的随机性以及容易局部收敛等缺陷,据此提出了两种新型隧道长期沉降预测模型,即GA-BP神经网络和PSO-BP神经网络模型;并对比研究了经验曲线、BP神经网络、GA-BP神...     

煤与瓦斯突出预测的改进差分进化神经网络模型研究

鉴于常规煤与瓦斯突出BP预测模型的不足,将改进DE算法用于BP网络模型参数的优化及训练,提出结合两者优点的改进差分进化神经网络(IDEBP)煤与瓦斯突出预测模型.模型通过对变异模式、变异交叉因子自适应确定等改进,有效提高了标准DE的性能.实现了DE全局优化搜索与BP自适应、自学习的有机结合,稳健性得到加强,更能充分辨识煤与瓦斯突出样本的复杂非线性知识.以36组工程实例数据,进行了IDEBP和DEBP模型与BP模型仿真对比实验.结果表明:该模型能有效避免常规BP的不足,在收敛迅速、结果辨识和预测精度等方面均大为提高,为瓦斯智能预测提供了新的解决方案.     

基于深度置信网络的时间序列预测

针对传统计算机神经网络存在梯度弥散、局部最小值、非线性时间序列长期预测性能不佳和高维序列数据复杂度高等问题,提出时序深度置信网络模型(timing deep belief network model,T-DBN).该模型预训练阶段采用改进的贪婪预训练算法,在预训练过程中使用梯度修正并行回火(gradient fixing parallel tempering,GFPT)算法,采用重构误差确定网络深度,在反向调整阶段采用拟牛顿法(BFGS算法),以获得更加准确的预测精度.结合相空间重构理论和BP (back propagation)神经网络,对中国江西省2016—2020年农业机械总动力进行了预测.针对高非线性的股票数据,提取同花顺软件1990-12-20—2018-03-30时间段内的上证指数特征信息,分别采用T-DBN、DBN和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)模型进行股票预测,预测准确率分别为79. 3%、77. 9%和74. 6%,T-DBN模型的预测准确率高于DBN和LSTM模型.     

基于优化BP神经网络的TBM性能预测

由于隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)掘进速度与机器参数、岩体参数之间的非线性关系复杂,难以准确预测,为了构建可靠的TBM性能预测模型,分析TBM掘进速度的主要影响因素,提出应用模拟退火算法(SA)和遗传算法(GA)优化BP神经网络的TBM性能预测模型,并使用吉林引松供水工程的TBM数据库对GA-BP模型和SA-BP模型进行训练测试。结果表明,与传统BP神经网络方法相比,优化后的模型预测泛化性更好,且精度明显提高。优化后的BP神经网络能在一定程度上克服易陷入局部最优的缺陷,应用于TBM性能预测具有良好表现。     

贝叶斯正则化在信息安全风险评估中的应用

为提高网络信息安全风险评估效率,提出了一种基于贝叶斯正则化(BR)神经网络的风险量化评估模型.在信息安全风险分析方法(ISRAM)基础上,利用模糊理论对评价指标进行量化处理,使用BR算法对BP神经网络进行训练.模型仿真实验结果显示,BR算法相比传统的LM算法在训练性能和训练状态上存在一定优势,BR算法的训练拟合度可达9...     

基于PSO-Elman神经网络的短期电力负荷预测

为了解决BP神经网络在短期电力负荷预测中存在局部极小、收敛速度慢等问题,本文采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化Elman动态神经网络进行精准预测。根据输入输出参数个数确定Elman神经网络结构,利用PSO算法优化网络的权值和阈值,并将优化后的最优个体赋给Elman动态神经网络作为初始权值、阈值进行网络训练,从而建立基于PSO-Elman的电力负荷预测模型。采用某钢厂实测电力数据对该方法和模型进行验证,并与传统的BP、Elman网络模型预测方法进行对比,结果表明该方法和模型在有效缩短网络收敛时间的同时,具备更高的负荷预测精度和稳定性。     

基于遗传BP神经网络的短期风速预测模型

为了提高风电场短期风速预测精度,提出将遗传算法和反向传播(BP)神经网络相结合的预测模型.采用自相关性分析找出对预测值影响最大的几个历史时刻风速,以历史时刻的风速、温度、湿度和气压作为BP神经网络预测模型的输入变量;利用遗传算法的全局搜索能力获得BP神经网络优化的初始权值和阈值;采用优化后的BP神经网络分别建立1、2、3 h的短期风速预测模型.实验结果表明,该方法较BP神经网络具有预测精度高、收敛速度快的优点.     

改进SSA优化的BP神经网络交通量预测模型

为更加准确地进行交通量预测,针对传统的BP神经网络随机赋值、收敛速度慢等问题,提出了改进麻雀搜索算法（sparrow search algorithm,SSA）优化的BP神经网络预测模型。该模型结合SSA位置更新原理和鸡群优化算法中公鸡位置更新方法对麻雀搜索算法进行改进,在避免算法陷入局部最优和位置更新无效的同时有效地提高了算法的收敛速度。利用改进麻雀搜索算法对BP神经网络的权值和阈值进行寻优赋值,得到了改进SSA-BP神经网络预测模型。利用交通量数据,对LSTM神经网络、BP神经网络、SSA-BP神经网络和改进SSA-BP神经网络4种预测模型进行训练和测试,以MAE、MAPE、MSE、RMSE和EC 5个指标对预测结果进行对比分析。结果表明:BP神经网络优于LSTM神经网络,且麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了0.28 veh/(3 min)、MAPE降低了1%、MSE降低了2.72 veh/(3 min)、RMSE降低了 0.04;改进麻雀搜索算法优化BP神经网络预测模型相较于BP神经网络预测模型MAE降低了1.31 veh/(3 min)、MAPE降低了4%、MSE降低了9.2 veh/(3 min)、RMSE降低了0.18,且拟合度更接近于1。改进SSA-BP预测模型的性能优于SSA-BP神经网络预测模型,且有效提高了BP神经网络的预测精度,拟合度达到0.98,该模型适用于交通量预测,能够为智能交通系统提供可靠的预测值。     

自适应BAS优化RBF神经网络的短时交通流预测

为提高短时交通流预测精度,针对传统径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络短时交通流预测模型中心值固定、易受漂移数据干扰问题,提出自适应天牛须搜索算法(beetle antennae search algorithm, BAS)优化RBF神经网络的短时交通流预测模型。模型采用自适应步长提高BAS算法迭代速度和寻优能力,结合DBSCAN聚类确定RBF神经网络隐含层径向基函数网络中心,进而优化神经网络结构。通过路网真实交通流数据进行训练,选择常用于短时交通流预测的BP神经网络,RBF神经网络,广义RBF神经网络进行对比。结果表明：优化后的模型预测结果相较BP神经网络平均绝对误差降低了1.87%、平均绝对百分比误差降低了15.96%、均方根误差降低了3.24%,拟合度提高了3.96%;相较广义RBF神经网络平均绝对误差降低1.36%、平均绝对百分比误差降低了5.01%、均方根误差降低了2.19%,拟合度提高了2.5%。改进后的短时交通流预测模型能够为智能交通诱导提供可靠的预测值。     

基于EMD的短期风速预测混合模型

为了让风电电力系统在并网时能够平稳运行,降低因系统波动带来的经济损失,同时提高风电电力系统的竞争能力,找到一种稳定准确的风速预测方法有着重要且现实的意义。在机器学习的方法中,基于反向传播算法调整权值的BP神经网络是最常用也是最有效的方法之一。尽管BP神经网络拟合非线性序列的能力很强,但是在调整权值的过程中收敛速度慢,同时十分容易陷入局部最优值,为有效解决这两个可能出现的问题,将遗传算法(GA)用于优化神经网络。在此基础上,考虑到风速序列的间歇性、非平稳性以及差异性等特点,提出了一种基于经验模态分解(EMD)、遗传算法(GA)和BP神经网络的短期风速预测模型EMD?GA?BPNN,通过和其他几种模型的横向对比,验证了此模型在短期风速预测效果上的可靠性与优势。     

电梯零速停靠的RBF神经网络预测算法

针对电梯运行过程中存在爬行距离的问题,提出了基于RBF(Radial Basis Function)神经网络的爬行距离预测模型.将预测的爬行距离增加到电梯速度曲线的匀速段,实现减小或消除爬行距离的目的,从而实现电梯的零速停靠.从电梯运行现场采集大量的原始数据,建立RBF神经网络预测模型,与BP(Back Propagation)预测方法进行仿真比较,结果表明RBF神经网络具有更好的预测效果.给出了应用零速停靠RBF预测算法前后电梯运行的速度曲线,爬行距离减小或消除,电梯的运行时间变短,实现了节能.     

压气机特性的高斯变换多层感知器预测方法

使用BP( back propagation)神经网络进行压气机特性预测时,容易出现外插精度低和系统稳定性差的问题.根据压气机特性图中等转速线线形分布特点,提出一种新型的多层感知器神经网络,利用高斯函数对数据样本进行变换,提取特性图中各条等转速线间的相似度关系.分析结果表明,该神经网络在预测精度、网络稳定性和逼近能力等方面优于BP神经网络.利用该神经网络对某型压气机特性进行预测,结果表明该神经网络对于样本数据内插值和外插值预测都有比较理想的精度.     

基于径向基神经网络的螺杆泵转速设定方法

为了研究受多种因素影响的螺杆泵转速控制系统,提出一种基于径向基神经网络的螺杆泵转速设定方法.利用径向基函数(RBF)神经网络对螺杆泵转速进行分析及预测,通过对螺杆泵的历史数据分析处理,得到螺杆泵转速的时间序列.将时间序列视为一个从输入到输出的非线性映射,并引入RBF神经网络来进行非线性映射的逼近.通过对网络进行学习与训练仿真实验,并与BP神经网络预测结果对比,表明应用RBF神经网络对螺杆泵转速进行短期预测精度更高、效果更好.该神经网络结构简单,非线性逼近能力强,通过对非样本点数据的实验验证,证明了该系统的可行性,具有一定的实用价值.     

焊道形貌特征的BP神经网络建模与预测

良好的焊道是成功进行电弧增材制造的保障,其受到焊接电流、电压、扫描速度、送丝速度等多种参数影响. 提出了以焊道高度、宽度为形貌特征的4输入2输出BP神经网络模型,并利用PSO进行了神经网络权值的优化求解. 实验结果表明,设计的BP神经网络实现了对焊道形貌的预测,为后续电弧增材制造的实时预测与控制提供了模型基础.     

基于支持向量机方法的短时交通流量预测方法

在总结已有多种预测模型的基础上,充分考虑了交通本身所存在的非线性、复杂性和不确定性,提出了一种基于支持向量机的短时交通流量预测模型。实例数据验证结果和基于BP神经网络的预测模型的对比结果表明,该模型在精度、收敛时间、泛化能力、最优性等方面均优于基于BP神经网络的预测模型。