基于LGSPP-Bayes的故障检测与辨识方法

针对主元分析(Principal component analysis,PCA)和局部保持投影(Locality preserving projections,LPP)方法在降维过程中分别只能保留数据集的整体信息和局部信息,提出一种基于局部整体结构保持投影的贝叶斯故障检测与辨识方法(Local and global structure preserving projections and bayes,LGSPP-Bayes);首先,将正常工况操作下的原始数据通过局部整体结构保持投影方法投影到低维特征空间,得到高维到低维的数据转换矩阵;然后通过设计贝叶斯分类器来进行故障检测;最后当检测到故障后通过计算贝叶斯分类函数的大小来识别故障种类;将LGSPP-Bayes方法应用于TE过程,仿真结果表明对故障的检测优于其他方法,并且可以很好地将故障种类识别出来。     

基于流形学习的局部保持PCA算法在故障检测中的应用

提出一种新的基于流形学习的数据降维及特征提取方法:局部保持 PCA 算法(LPPCA).通过在 PCA 的优化目标中融入流形学习的思想,不仅使投影得到的低维空间和原始样本空间具有相似的全局结构,并且保持了相似的局部近邻结构,克服了传统 PCA 方法只关注全局结构特征而忽略局部流形特征的缺陷,同时给出了 LPPCA 在故障检测中的应用方法. S-Curve 和 Swiss-roll 曲面数值仿真和 TE 过程仿真验证了算法的有效性和优越性.     

基于PCA与OLPP混合方法的化工过程故障检测

对于复杂的工业过程,采集到的过程数据能反映出生产过程的内在变化和运行状况。本文提出一种新的多变量统计过程监测策略,数据建模过程包含主元分析(Principal Component Aanlysis,PCA)与正交局部保持投影(Orthogonal Locality PreservingProjection,OLPP)两步。首先利用PCA在不丢失任何信息的前提下将原始数据旋转成不相关的潜变量,然后再作OLPP以提取能表征过程正常数据内在局部近邻结构的特征用于故障检测。利用T~2和SPE(或Q)统计量以及核密度估计方法确定的控制限进行化工过程的在线监测,TE过程仿真实验验证了该混合方法的有效性和优越性。     

基于TTGNPE算法的间歇过程监控

针对间歇过程中三维数据展开为二维造成的部分信息丢失以及数据的全局和局部结构可能发生的变化,提出一种基于张量分解的时序扩展全局局部邻域保持嵌入(TTGNPE)算法.首先利用TTGNPE算法直接处理间歇过程中的三维数据,以避免因展开为二维而造成的信息丢失;然后,将近邻流形嵌入并引入数据空间的全局和局部结构保持中,充分提取数据的局部和全局特征信息;最后,结合移动数据窗技术来处理过程的动态时变性,检测到故障后用贡献图法诊断出故障变量.通过青霉素发酵过程验证了所提出的算法对间歇过程故障检测与诊断的优越性.     

监督型局部保持的典型相关分析

利用数据集的局部结构信息和判别结构信息,构建相似度矩阵和类信息矩阵,提出监督型局部保持的典型相关分析(Supervised Locality Preserving Canonical Correlation Analysis,SLPCCA),该方法不但突破了典型相关分析(Canonical Correlation Analysis,CCA)处理数据时的线性约束,提高了处理非线性问题的能力,而且克服了局部保持的典型相关分析(Locality Preserving Canonical Correlation Analysis,LPCCA)忽视类信息的问题,提取的特征更有利于分类.在多特征手写体数据库(MFD)和美国国家邮政局手写字库(USPS)上的实验结果验证了该算法的有效性.     

有监督的无参数核局部保持投影及人脸识别

针对发掘人脸图像中的高维非线性结构,将加核及构造无参数近邻图两种思想同时引入到局部保持投影算法中,在有监督的模式下,提出了一种新的有监督的无参数核局部保持投影(Parameter-less Supervised Kernel Locality Preserving Projection,PSKLPP)算法并给出了其推导过程。该算法通过将欧氏距离改为对离群数据更为鲁棒的余弦距离,构造无参数近邻图,利用核方法提取人脸图像中的非线性信息,并将其投影在一个高维非线性空间,运用局部保持投影算法得到一线性映射,有效避免了在计算相似矩阵过程中面临的复杂参数选择问题。在ORL和Yale人脸库上的仿真实验验证了所提算法的有效性。     

局部结构保持的鉴别分析方法

局部投影保持LPP(Locality Preserving Projections)是一种局部特征提取算法,它能够有效地保留数据集的局部结构。不相关保局投影鉴别UDLPP(Uncorrelated Discriminant Locality Preserving Projections)在LPP的基础上考虑了类别信息,通过保留类内几何结构并最大化类间距离获得了良好的鉴别性能。结合UDLPP的思想,在UDLPP的基础上提出了一种局部结构保持的鉴别分析方法PCLSP(Pattern Classification based on Local Structure Preserving)。该方法结合了数据集的类别信息以及数据集的局部结构信息,通过最小化类内近邻分离度以及最大化类间近邻分离度来提高鉴别性能,从而进一步反映了数据的局部结构,提高了识别率。通过在ORL(Olivetti-Oracle Research Lab)和YALE两个标准人脸库上实验验证了该算法的有效性。     

基于T-PLS贡献图方法的故障诊断技术

多变量统计过程监控对于复杂工业过程是一种有效的故障检测和诊断技术. 最小二乘(或称潜空间投影)模型是多变量统计过程监控中常用的一种投影模型, 能够同时对过程数据和质量数据进行建模. 讨论了一种新的基于全潜空间投影模型的故障诊断技术. 全潜空间投影模型中有4个检测统计量. 提出了一种新的T2贡献图计算方法, 对于所有检测统计量, 得到了相应的贡献图算法. 为了确定一个变量是否发生了故障, 计算所有变量贡献图的控制限. 该技术可以将辨识到的故障变量分为与Y有关和与Y无关的两类. 基于Tennessee Eastman过程的案例研究表明了该技术的有效性.     

基于核的半监督的局部保留投影降维方法

为能有效捕捉数据的非线性特征,特提出一种新的非线性数据降维算法——核半监督局部保留投影(KSSLPP)。该方法利用标记样本的标记信息及所有训练样本的结构重新定义了类间相似度和类内相似度,然后将原始数据映射到高维核空间,在核空间中最大化类间分离度,最小化类内分离度。该方法在核空间保持了数据的局部结构和全局结构,以及数据的标签信息。在Olivetti人脸库和UCI数据库中的对比实验验证了该算法的有效性。     

逆投影主元分析方法及其在故障诊断中的应用

本文针对主元分析(PCA)方法在故障检测和诊断应用中的特点，对其进行拓展性研究，提出一种逆投影主元分析方法，意在提高故障检测灵敏度和诊断准确性。该方法针对主元分析将数据从原始变量空间投影到主元空间的特点，试图将含有故障信息的主元从主元空间逆投影回原始变量空间，确定出故障变量，从而实现故障诊断。     

基于改进的差别矩阵的快速属性约简算法

为了解决基于差别矩阵属性约简的计算效率问题,首先以计数排序的思想设计了一个新的计算U/C的高效算法,其时间复杂度降为O(|C||U|)。其次分析了基于差别矩阵的属性约简算法的不足,提出了改进的差别矩阵的定义,利用快速计算核属性算法生成的核属性和出现频率最多的属性来降低差别矩阵的大小,并设计了基于改进的差别矩阵的快速属性约简算法,证明了该新算法的时间复杂度和空间复杂度分别被降为max(O|C|2Σ0≤i相似文献   

快速提高NSGA-Ⅱ算法双目标优化效率的方法

NSGA-Ⅱ是一种性能优良的多目标进化算法,近年来非常流行。为了进一步改进NSGA-Ⅱ在双目标优化时的效率,采取了按需分层的策略,提出了一种新的非支配前沿集分层方法以替代NSGA-II原有的分层方法。与NSGA-Ⅱ的时间复杂度O(N2)相比,新方法的时间复杂度减少为O(kN+NlogN),k为所分前沿层数(k<相似文献   

分组排序算法

提出了分组排序算法,详细分析了算法的原理及其时间与空间复杂度,得出了在最坏情况下的时间复杂度是θ（mn）;最好情况和平均情况下的时间复杂度均是θ（nlog（n/m^k））;在最坏情况下的空间复杂度是O（mn-m²＋m）;最好情况和平均情况下的空间复杂度均是O（m^klog（n/m^k））;并用多组随机数据与效率较高的快速算法进行仿真对比实验,试验结果说明了文中结论的正确性。这一结果,将有助于进一步设计高效的海量数据分析方法。     

基于小波的图像边界配准

将碎片图像拼接成原始图像是一项非常有实用价值的应用,寻找匹配边是关健一环。首先对角点间边界L₀变换为具有旋转不变性的曲线L₁,利用小波包对L₁进行分解和重构,获得不同分辨率下的边界曲线L₂。然后,对L₂进行离散余弦变换,得到一组特征矢量,求特征矢量间的欧氏距离D,D值最小的两个矢量对应的边界为相似边界,再对相似边界进行配准。从而达到拼接图像碎片恢复原始图像的目的。该算法具有识别相似边准确和旋转不变性的特点。     

单纯形搜索在遗传算法中的融合研究

构造了单纯形混合遗传算法SM-HGA⁺。分析单纯形搜索算法,提出了单纯形交叉算子和K步随机单纯形搜索算子,并将单纯形搜索算法和这两个算子分别融入到最优微群体μP_B（t）、最差微群体μP_W（t）和普通群体P_C（t）,形成SM-HGA⁺。最优微群体中的单纯搜索算法提高算法的精度;最差微群体中的单纯形交叉算子加速最差个体向优秀个体进化;普通群体中K步随机单纯性搜索提高全局搜索速度,同时在普通群体采用大交叉概率的标准遗传算法,提高全局搜索能力。遗传算法测试函数验证算法SM-HGA⁺的正确性、效率。     

基于分解的灰度图像二维阈值选取算法

作为一维Otsu法的推广, 二维Otsu法综合考虑了像素点的灰度信息及其邻域灰度的均值信息, 可以有效地滤除噪声. 其快速算法采用递归的方式构建查找表, 将算法的时间复杂性由OL4降到OL2. 提出基于分解的阈值选取算法, 求解两个一维Otsu法的阈值来替代原始的二维Otsu法的最佳阈值. 指出在原算法的假设成立的条件下, 该方法可以得到与原二维Otsu法相同的分割阈值, 而算法的时间复杂性可以进一步降低到OL. 而在实际中, 原算法的假设一般不成立. 本文的实验结果表明此时该阈值选取方法也可以在保证原二维Otsu算法良好的抗噪性的前提下, 计算阈值所需的时间更短、空间更小, 且阈值化结果也可以达到或优于二维Otsu算法的结果.     

一种由FCM算法推导出的隶属函数研究

分析了Fuzzy C-Means算法中模糊指标m→1⁺和m→∞对隶属函数的模糊控制作用,据此提出一种带模糊指标的隶属函数,具有性质：（1）一个数据点对各个模式的隶属度和为1;（2）模糊指标m控制模糊程度。使用Iris数据集对样板法中新旧两种隶属函数做了实验对比。     

多目标元素的量子搜索算法

Grover量子搜索算法解决了未加整理的数据库搜索问题,在2ⁿ个元素中搜索M个目标元素时,计算复杂度为O（√2ⁿ/M）,相对于经典算法实现了二次加速,但Grover算法在目标元素个数接近2ⁿ/2时成功率较低。提出了一种针对多目标元素的量子搜索算法,当目标元素个数大于2ⁿ/3时,能以不低于97.36%的概率找到目标元素。     

基于L*a*b*色彩空间的视神经边缘自动提取

视神经(Optic nerve)形状、面积和深度等参数是衡量眼底健康状况的重要指标, 其边缘提取是量化这些参数的前提. 为精确识别视神经边缘, 本文提出了一种基于L*a*b*色彩空间眼底图像视神经边缘自动提取算法. 该方法通过L*a*b*色彩空间自适应形态学方法与区域辅助几何活动轮廓模型边缘提取方法, 结合基于交叉网络的视神经自动定位, 实现视神经边缘的自动提取. 采用国际上通用的DRIVE眼底图像库和临床图像进行实验, 验证了该算法的有效性.     

任意处理时间的多处理机任务调度近似算法

研究多处理机任务调度模型P_mfixC_max,即在m个处理机系统中调度n个多处理机任务,每个任务指派到所需一组处理机上不可剥夺地执行。该问题应用广泛但早已证明为NP难问题,而且也不存在常数近似算法。在E.Bampis等人提出的Split-Round技术基础上,提出了该问题的一个改进的多项式时间近似算法,并从理论上证明了该算法在最坏情况下的近似比为2(2m)^-2,优于E.Bampis等人给出的3m^-2的结果。