基于主成分分析法和核主成分分析法的机器人全域性能综合评价

在机器人运动学和动力学性能评价中,表示机器人运动学和动力学性能的指标众多,全域性能指标是其中一项重要的评价指标,而全域性能指标又包括:线速度全域性能指标、角速度全域性能指标等指标.不同指标间往往存在不同程度的相关性,其中有些相关性非常显著,这使它们提供的信息有可能发生重叠.引入统计学原理,依据线性降维与非线性降维原则,应用主成分分析法(principal component analysis,PCA)和核主成分分析法(kernel principal component analysis,KPCA)对不同尺度的PUMA560机器人的全域性能进行综合评价,从而选择综合全域性能最优的机器人.计算结果表明:KPCA方法较PCA方法有更好的降维效果,能够更有效地处理多个单一性指标间的非线性关系,提供更多的综合全域性能评价信息,可为建立机器人综合全域性能与其尺度之间的数值计算关系,为基于综合全域性能指标最佳尺度选取的研究提供科学的参考依据.     

基于改进粒子群算法优化SVM的变压器故障诊断

为提高变压器的运行可靠性,提出一种基于核主成分分析（kernel principal component analysis,KPCA）和改进粒子群优化（improved particle swarm optimization,IPSO）算法优化支持向量机（support vector machines, SVM）参数的变压器故障诊断方法。首先建立变压器状态评估的基础指标体系,并采用KPCA对基础指标进行关键参量的提取,得到降维后的评价指标,然后将其输入SVM训练诊断模型,最后采用IPSO对SVM进行参数优化。仿真结果表明,该方法对变压器故障诊断的准确率达到95.42%,相比KPCA-PSO-SVM以及KPCA-SVM诊断模型,准确率有显著提升。     

基于PCA-SVM的高速公路沥青路面使用性能评价

针对传统路面使用性能评价方法主观性强以及已有模型存在缺陷等问题,分析了高速公路沥青路面使用性能评价指标体系,通过主成分分析(principal component analysis,PCA)法对评价指标进行降维处理,形成彼此相互独立的主成分,并选取主成分样本训练支持向量机(support vector machine,SVM),构建主成分分析法与支持向量机相结合的PCA-SVM模型以评价高速公路沥青路面使用性能.最后,选用罗宁高速2016年实测路面使用性能数据对提出的模型进行验证,并与《公路技术状况评定标准》的评价结果进行对比,结果表明:PCA-SVM模型评价结果与《公路技术状况评定标准》评价结果相近,修补率较高的5个路段评价结果比《公路技术状况评定标准》评价结果低一个等级,该研究成果可为公路技术状况评定的改进提供借鉴.     

高维数据正定核与不定核的KPCA变换阵比较

两步降维的核主成份分析(kernel principal component analysis,KPCA)+线性判别式分析(linear discriminant analysis,LDA)法中,第一步KPCA变换阵的选取影响数据的分类结果。对线性不可分问题首先研究了正定核KPCA+LDA中KPCA变换阵的选取对分类结果的影响;其次,将正定核推广到不定核,研究了不定核KPCA+LDA中KPCA变换阵的选取对分类结果的影响;最后通过实验加以分析和验证。     

基于随机旋转局部保持哈希的图像检索技术

针对基于局部保持投影（locality preserving projection,LPP）的哈希用于图像检索造成图像表征力不强、检索效率低下的问题,融合LPP及主成分分析（principal component analysis,PCA）技术,提出一种随机旋转局部保持哈希的图像检索算法。首先对样本进行PCA降维,对PCA变换矩阵进行随机旋转形成PCA降维矩阵,将原始样本在降维矩阵上进行投影,得到PCA降维样本。为充分利用样本间的相似性结构,对PCA降维样本进行LPP映射,并引入随机矩阵对特征向量进行偏移构造最终编码投影矩阵。再将原始样本投影到编码投影矩阵,得到最终的降维样本;最后对其进行哈希编码,得到有效的二进制编码用于图像检索。算法充分考虑样本间的全局和局部相似性结构,体现了样本间所蕴含的局部和全局信息,把随机旋转应用于PCA降维矩阵,减少了编码之间的量化误差,提高了图像特征的识别能力。分别在3个人脸数据集上进行性能测试实验,并与相关方法进行比较,得到了较好的效果。实验结果表明该方法是有效的。     

5-PSS/UPU并联机构的多目标性能参数优化

在并联机构多目标参数优化方面,针对5-PSS/UPU并联机构,提出基于空间模型技术与主成分分析法相结合的多目标性能参数优化方法. 推导出机构的位置反解、运动传递平衡方程,对单个驱动分支进行螺旋分析,给出多个全域性能指标;应用空间模型技术,研究各全域性能评价指标与机构结构参数之间的分布规律,绘制了各项全域性能图谱;应用主成分分析（PCA）法,研究各全域性能指标之间的相关性,得到综合性能评价指标函数并绘制综合性能图谱;基于综合性能图谱,选取多组结构参数并计算综合性能指标在机构工作空间下的分布规律.研究结果表明,空间模型技术结合PCA法能够综合考虑机构的各项性能,对结构参数进行优化设计,该优化方法同样适用于其他并联机构.     

基于集成主成分分析的故障检测方法

针对核主成分分析(KPCA)和主成分分析(PCA)的一些不足,提出一种基于集成主成分分析的故障检测方法。该方法将PCA与KPCA结合,利用KPCA描述过程的非线性信息并提取核主成分,再利用PCA对原始信息和核主成分一同提取线性主成分,通过构造统计量T2和SPE(或Q)进行故障检测。在TE(Tennessee-Eastman)过程上的仿真研究表明,本文提出的方法较PCA和KPCA有更高的故障检测精度。     

基于PCA-SVM多生理信息融合的情绪识别方法

为了有效解决情绪识别过程中多种生理信息融合所导致的运算量过大的问题,提出了一种主成分分析(principal component analysis, PCA)与支持向量机(support vector machine, SVM)相结合的情绪识别方法。利用主成分分析法,求出各特征对情绪识别效果的影响权重,通过阈值法选择权重较大的特征组成新的特征子集,从而减少SVM的输入特征维数,降低算法的运算量。试验结果表明,该方法可以有效提高算法的执行效率。     

基于广义主成分分析的图像重建

主成分分析(PCA)在图像识别及高维数据降维中有着普遍的应用.为提升基于主成分分析的图像重建性能,在经典PCA算法的基础上提出了广义主成分分析(TPCA),并利用该算法进行图像重建.该算法利用图像像素的空间邻域构成固定尺寸的数组并将其作为广义标量进行代数运算,可以方便有效地描述各像素的空间约束,从而提升图像的重建效果,...     

基于PCA和Hausdorff距离的配电网弧光接地故障选线

为保证弧光接地故障时可靠选线,提出将主成分分析(principal component analysis,PCA)和Hausdorff距离结合的故障选线方法.采用零序电压梯度和作为选线启动判据,提高了选线的灵敏性.通过采集各馈线的零序电流,经PCA分析并确定主成分的个数,并用Hausdorff距离刻画主成分间差异程度.通过经PSCAD仿真验证表明,所提方法能够可靠地选出故障馈线,耐受过渡电阻能力强.     

基于KPCA的多频极化SAR图像信息压缩和噪声抑制

多频极化SAR图像不同的波段和极化方向上存在着冗余信息和相干斑噪声。为此,提出了一种基于核主分量分析(KPCA)的多频率多极化SAR图像信息压缩和抑噪方法。KPCA通过利用"核技巧",对线性PCA进行了非线性的推广。对NASA/JPL 3个波段的多极化SAR图像实验结果表明,相对于线性PCA,KPCA具有更好的信息提取、压缩和噪声抑制作用。     

一种基于KPCA的非线性故障诊断方法

介绍了一种非线性故障检测方法———核主元分析法(KPCA),通过核函数来完成非线性变换,将变量由非线性的输入空间转换到线性的特征空间.在特征空间中使用PCA计算主元,构造T2和SPE统计量检测过程故障的发生.提出了一种KPCA贡献图计算方法,根据测量变量和非线性主元的相关性,计算测量变量的贡献量绘制贡献图,用于故障变量的分离.仿真结果表明,KPCA方法可以比PCA方法更加迅速的检测到故障的发生,利用KPCA贡献图可以较好的辨识出故障变量.     

SKPCA⁃LSSVM模型在汽油干点预测中的应用

常压塔塔顶汽油干点与产品质量密切相关,因为常减压蒸馏工艺流程和变量相关性均复杂,所以汽油干点预测很难在线进行。软测量方法是解决这类变量估计和控制预测问题的一种技术途径。在核主元分析（KPCA）算法中引入稀疏主元分析（SPCA）思想,采用稀疏核主元分析（SKPCA）算法对模型的输入变量进行选择,实现了数据的非线性降维,简化了主元结构,增加了主元变量的稀疏性。将选择的稀疏主成分作为最小二乘支持向量机（LSSVM）的输入,建立常压塔塔顶干点软测量预测模型。仿真结果表明,SKPCA?LSSVM模型相对于传统PCA?LSSVM、KPCA?LSSVM方法具有较高的预测精度和性能优越性。     

基于多向核主元分析的青霉素生产过程在线监测

基于传统主元分析（PCA）方法的过程监测算法假定过程是线性的，对于具有强非线性的生产过程，应用其进行在线监测出现误报率过高的现象.为此提出了一种多向核主元分析（MKPCA）算法用于间歇过程的建模与在线监测.利用PenSim2.0软件将青霉素间歇生产过程的三向数据按批次方向展开为二向数据并进行标准化，采用MKPCA算法建立过程模型并用于过程的在线监测，计算T2、SPE统计量及相应的控制限.仿真结果表明，与传统PCA算法相比，MKPCA算法具有更好的监测性能，不仅大大降低了正常运行过程的误报率，而且能够较早地检测出过程中存在的底物流加速率与搅拌功率故障.MKPCA可以有效处理间歇过程批次间存在的非线性属性，获取过程变量间的非线性关系.     

基于核主元分析和模式匹配的非线性性能监控和故障诊断

利用核主元分析非线性性能监控的优势,并将相似度分析引入故障诊断领域,提出了基于核主元分析和模式匹配技术相结合的性能监控和故障诊断方法。针对PCA相似度分析存在的问题,对该方法进行了改进。由于KPCA方法具有较好的非线性特性提取能力,因此首先利用KPCA法计算数据的非线性主元,然后计算不同数据集之间的非线性主元相似度;并将主元相似度、非线性主元相似度和基于距离的相似度赋予不同的权值构成综合相似度指标来进行模式匹配。TE过程仿真试验验证了该方法在非线性性能监控与故障诊断中的有效性。     

基于主成分分析与神经网络的非线性评价模型

针对评价过程的非线性特征,运用神经网络高度非线性映射能力,建立了一种非线性综合评价模型。采用主成分分析法对评价指标进行处理,形成了新的指标体系,有效的消除了原指标间的相关性,降低了神经网络的输入维数。利用Matlab软件对地区经济发展水平的综合评价进行实例分析和仿真,得到了较满意的结果,说明了该模型的有效性。