基于LS-SVM的非线性多功能传感器信号重构方法研究

提出了基于最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine, LS-SVM)的非线性多功能传感器信号重构方法. 不同于通常采用的经验风险最小化重构方法, 支持向量机(Support vector machine, SVM)是基于结构风险最小化准则的新型机器学习方法, 适用于小样本标定数据情况, 可有效抑制过拟合问题并改善泛化性能. 在SVM基础上, LS-SVM将不等式约束转化为等式约束, 极大地简化了二次规划问题的求解. 研究中通过L-折交叉验证实现调整参数优化, 在两种非线性情况下对多功能传感器的输入信号进行了重构, 实验结果显示重构精度分别达到0.154\%和1.146\%, 表明提出的LS-SVM重构方法具有高可靠性和稳定性, 验证了方法的有效性.     

铝电解槽参数的最小二乘支持向量机软测量模型

电解温度、氧化铝浓度和极距是铝电解槽中十分重要却又难以在线测量的3个参数.针对这个问题,提出一种基于最小二乘支持向量机和粒子群优化的新方法,建立这3个参数的软测量模型.该方法考虑最小二乘支持向量机的算法参数的选取问题,先定义预测误差的平方和的算术平均作为适应度函数,然后采用粒子群优化技术在可行域内不断迭代搜索,使适应值不断减小,最终得到最优的算法参数,以及对应的模型参数.仿真结果表明:本文方法具有比神经网络方法更小的绝对误差和相对误差,证明了本文方法的有效性和优越性.     

基于压缩感知的多尺度最小二乘支持向量机

提出一种基于压缩感知(Compressive sensing, CS)和多分辨分析(Multi-resolution analysis, MRA)的多尺度最小二乘支持向量机(Least squares support vector machine, LS-SVM). 首先将多尺度小波函数作为支持向量核, 推导出多尺度最小二乘支持向量机模型, 然后基于压缩感知理论, 利用最小二乘匹配追踪(Least squares orthogonal matching pursuit, LS-OMP)算法对多尺度最小二乘支持向量机的支持向量进行稀疏化, 最后用稀疏的支持向量实现函数回归. 实验结果表明, 本文方法利用不同尺度小波核逼近信号的不同细节, 而且以比较少的支持向量能达到很好的泛化性能, 大大降低了运算成本, 相比普通最小二乘支持向量机, 具有更优越的表现力.     

基于最小二乘支持向量机的航煤干点软测量应用研究

传统支持向量机是近几年发展起来的一种基于统计学习理论的学习机器,在非线性函数回归估计方面有许多应用。最小二乘支持向量机用等式约束代替传统支持向量机方法中的不等式约束,利用求解一组线性方程得出对象模型,避免了求解二次规划问题。本文采用最小二乘支持向量机解决了航空煤油干点的在线估计问题,结果表明,最小二乘支持向量机学习速度快、精度高,是一种软测量建模的有效方法。在相同样本条件下,比RBF网络具有较好的模型逼近性和泛化性能,比传统支持向量机可节省大量的计算时间。     

动态贝叶斯最小二乘支持向量机

为了对涡扇发动机的运行参数变化进行实时高精度预测,提出一种基于动态贝叶斯最小二乘支持向量机(LS-SVM)的时间序列预测算法。该算法将贝叶斯证据框架理论用于推断LS-SVM的初始模型参数;然后,利用样本增减迭代学习算法实现LS-SVM的参数动态调整。对某型涡扇发动机的摩擦力矩时间序列进行动态预测,并与动态LS-SVM模型的预测结果进行比较。结果显示,动态贝叶斯LS-SVM具有较好的预测精度。     

一种基于全局代表点的快速最小二乘支持向量机稀疏化算法

非稀疏性是最小二乘支持向量机（Least squares support vector machine,LS-SVM）的主要不足,因此稀疏化是LS-SVM研究的重要内容.在目前LS-SVM稀疏化研究中,多数算法采用的是基于迭代选择的稀疏化策略,但是时间复杂度和稀疏化效果还不够理想.为了进一步改进LS-SVM稀疏化方法的性能,文中提出了一种基于全局代表点选择的快速LS-SVM稀疏化算法（Global-representation-based sparse least squares support vector machine,GRS-LSSVM）.在综合考虑数据局部密度和全局离散度的基础上,给出了数据全局代表性指标来评估每个数据的全局代表性.利用该指标,在全部数据中,一次性地选择出其中最具有全局代表性的数据并构成稀疏化后的支持向量集,然后在此基础上求解决策超平面,是该算法的基本思路.该算法对LS-SVM的非迭代稀疏化研究进行了有益的探索.通过与传统的迭代稀疏化方法进行比较,实验表明GRS-LSSVM具有稀疏度高、稳定性好、计算复杂度低的优点.     

基于LS-SVM的传感器智能校正及温度补偿

提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的传感器非线性校正及温度补偿的新方法,并给出了相应的过程和算法。在该方法中,LS-SVM被用作构建逆模型,并通过该模型映射传感器非线性特性,同时实现了传感器的温度补偿和非线性校正。通过实际电容式压力传感器校正的实验结果表明:所提模型建模速度比SVM模型高1~2个数量级,补偿误差仅为SVM模型的20%左右。因此,该学习速度快、补偿精度高、抗噪声干扰能力强,适合传感器温度补偿及校正。     

基于OWPB和LS-SVM的电路板故障诊断系统

针对雷达电路板检修困难的问题,提出了基于最优小波包基和最小二乘支持向量机相结合的雷达电路板故障诊断方法。利用小波变换对采样数据进行去噪处理,通过小波包分解选择最优小波包基提取熵值作为故障特征向量,并作为基于最小二乘支持向量机的雷达故障诊断模型的输入向量,经诊断模型输出后,完成雷达电路板故障诊断。基于此方法设计了雷达电路板故障诊断系统,提高了雷达故障诊断的正确性和效率。     

基于LS-SVM组合预测的地空导弹发射车液压系统油液污染度预测

为了提高组合预测精度,将最小二乘支持向量机(LS-SVM)用于确定组合预测的函数关系,提出了基于LS-SVM的非 线性组合预测方法;为了提高LS-SVM的学习性能和泛化能力,提出了利用粒子群优化算法(PSO)和K-重交叉验证(CV)相结合的参数寻优方法;最后利用提出的方法对某导弹发射车液压系统的液压油污染度进行了预测,...     

LS-SVM在提高气压测高系统精度中的应用研究

在利用计算机软件补偿飞机测高系统误差方法中,传统的采用分段拟合方法精度不高,非线性误差大;神经网络存在过学习、网络拓扑结构不易确定以及泛化能力差等缺点。提出利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)对某型飞机测高系统误差进行预测、补偿,提高其测高精度。在分析LS-SVM回归算法的基础上,利用LS-SVMlab1.5对某型飞机测高系统误差样本数据进行了仿真。结果表明,LS-SVM在数据回归预测方面精度高、泛化能力强、稳定性好,可以有效提高飞机气压测高系统精度,具有应用推广价值。     

红外甲烷传感器非线性动态补偿的研究

红外甲烷传感器作为瓦斯监测主要传感器之一,非线性动态影响到它的测量准确度和测量范围,不利于安全生产.针对这一问题,采用最小二乘支持向量机非线性动态方法对传感器进行补偿,并对算法予以改进.通过仿真实验加以比较,实验结果表明:基于改进最小二乘支持向量机非线性动态补偿,传感器测量准确性和测量范围大大提高,对促进安全生产有积极...     

基于鲁棒学习的最小二乘支持向量机及其应用

鉴于最小二乘支持向量机比标准支持向量机具有更高的计算效率和拟合精度,但缺少标准支持向量机的鲁棒性,即当采样数据存在奇异点或者误差变量的高斯分布假设不成立时,会导致不稳健的估计结果,提出了一种鲁棒最小二乘支持向量机方法.该方法在最小二乘支持向量机基础上,通过引入鲁棒学习方法来获得鲁棒估计.仿真分析及某湿法冶金厂的应用实例验证了该方法的可行性和有效性.     

基于免疫优化多输出最小二乘支持向量机及其应用*

传统的支持向量机是一种两类问题的判别方法, 不能直接应用于多类分类问题。为了解决这个问题,提出了一种免疫优化多输出最小二乘支持向量机方法。该方法利用免疫算法来优化最小二乘支持向量机的参数。将该方法应用于污水生化处理过程建模及语音情感识别,仿真结果表明,该方法具有更高的精度。     

基于Renyi熵的LS-SVM财务困境预测模型

为了提高企业财务困境预测的正确率,减少训练模型的样本数和训练时间,在传统支持向量机预测模型的基础上,将Renyi熵和最小二乘支持向量机算法应用于财务困境预测,提出了一种基于Renyi熵的最小二乘支持向量机预测模型.独立推导出了适合财务困境预测这一离散序列的熵以及支持向量机核函数的表达式,同时,给出了这一改进算法的实现步骤.实验结果表明,该算法无论是训练样本的数量还是训练时间,都显著优于传统的最小二乘支持向量机以及标准支持向量机预测模型.     

一类非平坦函数的多核最小二乘支持向量机的鲁棒回归算法

给出了标准最小二乘支持向量机的数学回归模型,并提出了多核最小二乘支持向量机算法,用于提高非平坦函数的回归精度.运用谱系聚类方法解决多核最小二乘支持向量机的解缺乏稀疏性的问题.利用偏最小二乘回归方法对多核最小二乘支持向量机进行了鲁棒回归.通过仿真实例证实了所提方法的有效性.     

LS-SVM的非线性特征提取新方法及与PCA的关系研究

提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的非线性特征提取新方法.先将线性特征提取公式表达成与LS-SVM回归算法中相同的形式;再根据SVM思想,将数据集由输入空间映射到高维特征空间,进而通过核技巧实现非线性特征提取.在理论上证明了所提特征提取方法的结果与PCA方法具有一致性,是传统PCA的一种对偶形式,更适合高维特征数据集的提取.最后,通过近红外光谱数据集特征提取实例验证了在上述条件下该方法的优越性.     

混合核函数稀疏LS-SVM软测量建模与应用

针对最小二乘支持向量机存在的稀疏性欠缺和单核函数局限性问题,本文提出一种基于混合核函数稀疏最小二乘支持向量机的软测量建模方法.该方法使用多项式核函数和RBF核函数线性加权构成混合核函数,兼顾最小二乘支持向量机的全局拟合能力与局部拟合能力,以矢量基学习作为稀疏解算法,改善最小二乘支持向量机的稀疏性,在精简模型结构的同时,避免冗余信息中的噪声过多的拟合到模型参数中,进而采用粒子群算法优化模型部分参数.将此方法分别应用于Mackey- Glasss混沌模型的时间序列预测和乙烯精馏塔塔釜乙烯浓度预测,应用结果表明该方法较最小二乘支持向量机、稀疏最小二乘支持向量机以及混合核最小二乘支持向量机具有更好的泛化效果和预报精度,兆示出其良好的应用潜力.     

基于贝叶斯回归LS-SVM的非线性系统观测

基于回归最小均方支持向量机(LS-SVM),针对一类单输入单输出不确定非线性控制系统,提出了一种新的观测器的设计方法.在这个算法中,主要假设LS-SVM的最优逼近参数向量和标称参数向量之差的范数和逼近误差的界限是未知的.LS-SVM的最终解可以化为一个具有线性约束的二次规划问题,不存在局部极小;考虑到LS-SVM本身参数对LS-SVM性能的影响,文中利用贝叶斯证据框架对LS-SVM的参数进行优化和软测量建模,从而提高LS-SVM的逼近能力.理论研究和仿真例子证实了所提方法的可行性和有效性.     

一种高效的最小二乘支持向量机分类器剪枝算法

针对最小二乘支持向量机丧失稀疏性的问题,提出了一种高效的剪枝算法.为了避免解初始的线性代数方程组,采用了一种自下而上的策略.在训练的过程中,根据一些特定的剪枝条件,块增量学习和逆学习交替进行,一个小的支持向量集能够自动形成.使用此集合,可以构造最终的分类器.为了测试新算法的有效性,把它应用于5个UCI数据集.实验结果表明:使用新的剪枝算法,当增量块的大小等于2时,在几乎不损失精度的情况下,可以得到稀疏解.另外,和SMO算法相比,新算法的速度更快.新的算法不仅适用于最小二乘支持向量机分类器,也可向最小二乘支持向量回归机推广.     

最小二乘支持向量机交通事件检测算法

根据高速公路有事件发生时交通流将产生突变这一原理,采用最小二乘支持向量机研究高速公路事件检测问题。阐述了最小二乘支持向量机分类算法,设计了事件检测系统结构,分析了交通事件对交通流的影响规律,并合理地选取了最小二乘支持向量机的输入量。仿真实验表明,最小二乘支持向量机事件检测算法具有检测准确率高、学习速度快等优点,具有良好的应用前景。