基于AGA-GRNN神经网络的刀具寿命预测研究

针对基于BP神经网络的刀具寿命预测中存在参数数量多、优化工作量复杂、网络参数主观确定等较多预测精度的问题,提出一种改进广义回归神经网络预测模型AGA-GRNN,该模型运用自适应遗传算法(AGA)优化光滑因子.经实例验证,相较于交叉验证法和遗传算法优化的GRNN预测模型,AGA-GRNN刀具寿命预测模型在参数优化效率和寿命预测精度上均较高,本刀具寿命预测模型的构建为实现制造系统中智能刀具调度提供了基础.     

基于GA-ELM的短期负荷预测研究

为了提高短期负荷预测的精度,针对ELM模型预测中存在拟合程度低,参数容易陷入局部最优等问题,设计了一种考虑外界因素的GA-ELM模型预测方法.以湖北省恩施州某地2017年12月的历史数据对ELM进行训练,通过GA优化选取极限学习机参数,最后根据优化后的参数建立GA-ELM负荷预测模型.对比算例分析表明,GA-ELM预测模型比ELM、SVM、GA-SVM和PSO-SVM模型的预测效果更好、精确度更高.     

基于PSO-BP的钻井机械钻速预测模型

机械钻速预测是优化钻进过程、提高钻井效率的关键技术,现有的计算模型主要建立在物理实验和理论分析的基础上,缺少对钻井工程实测数据的应用,导致计算精度难以满足复杂的现场需求.基于此,提出一种人工智能算法与BP(back propagation)神经网络相结合的钻井机械钻速预测模型.首先,利用小波滤波方法对实测数据进行降噪处理,并依据互信息关联分析优选输入参数降低模型冗余.其次,利用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法实现对BP神经网络初始权值、阈值的优化,建立机械钻速预测新模型,并将PSO-BP新模型与标准BP、BAS(Beetle Antennae Search,天牛须算法)-BP及GA(genetic algorithm,遗传算法)-BP等三种模型进行对比分析.最后,根据实际工况对PSO-BP钻井机械钻速预测模型进行模型评价.结果表明,PSO-BP机械钻速预测模型不仅具有良好的预测精度,而且为钻进过程中提高机械钻速提供科学的参考.     

基于RS-MIV-ELM模型的基坑水平位移影响因素分析和预测

为了预测基坑的测斜最大水平位移及深度,提出了基于粗糙集(RS)属性约简、平均影响值(MIV)和极限学习机(ELM)的组合模型RS-MIV-ELM.在系统分析、量化变形影响因素的基础上,利用RS属性约简算法和基于ELM的MIV算法(ELM-MIV)分别去除影响因素集中的冗余因素和相关性极小的因素,以简化模型输入变量;采用简化的影响因素集训练ELM模型,并用ELM模型对其他测点位移进行预测.验证结果表明,RS-MIV-ELM模型的训练速度、预测精度和泛化能力均比全因素ELM模型和基于最简集的BP神经网络模型RS-MIV-BP具有较大的提高,其均方根误差和平均相对误差仅为全因素ELM模型和RS-MIV-BP模型的1/2~2/3.     

基于信息融合的刀具剩余寿命在线预测方法

针对加工中心刀具剩余寿命预测的实际需求,提出了一种基于信息融合的刀具剩余寿命在线预测方法.通过在加工中心主要功能部件上安装传感器,实时采集加工中心运行过程中的动态信号,经信号预处理和特征参数提取,采用皮尔逊相关系数和残差分析相结合的方法进行特征降维,获得最优的特征参数集.建立基于自适应神经模糊推理系统的刀具剩余寿命预测模型,在线预测刀具剩余寿命.实例分析结果显示:该预测方法的预测结果平均准确率为95.21%,可以满足实际需求.同时,将该预测方法与BP神经网络及其变异模型进行了对比,发现该预测方法预测精度更高.     

基于人工鱼群神经网络的城市时用水量预测方法

城市供水时用水量预测精度对城市供水系统具有重要影响.传统的反向传播(back-propaganda,BP)神经网络预测方法容易陷入局部解,并且需要大量的训练数据.人工鱼群算法具有较优的全局收敛能力及较快的寻优速度.为此,利用人工鱼群算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,建立了一种新的时用水量预测模型.将该模型应用到华北某市时用水量的预测中,预测结果表明人工鱼群神经网络算法的均方差比BP神经网络算法的均方差小5%.实例证明,人工鱼群神经网络比BP神经网络的预测精度更高,收敛速度更快.人工鱼群神经网络算法可用于短期水量预测.     

基于PSO与ELM组合算法的短期光伏发电功率预测模型

光伏发电功率受自然环境因素影响较大,具有很强的随机性和波动性,准确及时的光伏发电功率预测对电网的调度运行具有重要的意义.提出了一种基于PSO与ELM组合算法的短期光伏发电功率预测模型.该模型通过调整粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)不同阶段的寻优重点,为极限学习机(extreme learning machine,ELM)设定出了最佳网络参数,避免了ELM随机产生输入层权值和隐含层阈值造成的网络不稳定问题.同时结合传统神经网络和ELM网络隐含层节点选取原则为组合模型,设定了最佳隐含层节点数,提高了模型预测精度.实际算例验证了组合算法模型能够有效提高短期光伏发电功率预测的预测精度.     

基于机器学习的拉矫延伸率预测模型及数值分析

在冷轧弯曲矫直过程中,针对拉矫机工艺参数设置问题,利用经验公式、有限元仿真建立的延伸率模型预测精度不高.为提高预测精度,基于传统解析模型与机器学习算法进行研究,比较了两种方法预测模型的精度,得到机器学习算法的延伸率预测模型要比数值解析模型的拟合优度高.比较BP神经网络算法和支持向量机(SVM)算法,得到两种机器学习算法的预测模型精度基本一致.为进一步提高预测精度,采用Adam算法对BP神经网络进行优化,采用遗传算法对SVM预测模型的参数进行优化,最终得到最优预测模型的均值绝对百分比误差MAPE以及拟合优度R^○2分别为13.4%和0.953,可以为实际生产提供技术指导.     

基于动量BP算法的过渡段路基沉降预测

利用动量BP算法改进了BP神经网络的收敛性,建立了过渡段路基沉降预测模型.该模型可克服传统BP神经网络收敛速度慢、易陷入局部最优等的缺点.结合津秦客运专线路桥过渡段路基沉降实测数据,将该优化模型与传统BP神经网络预测模型进行了对比.计算表明,利用动量BP算法改进的神经网络具有较高的预测精度,同时考虑了多个影响因素,因而具有广阔的应用前景.     

基于遗传优化的BP神经网络水泥强度预测

为了提高BP神经网络预测模型对水泥强度值的预测精度,通过结合BP神经网络与遗传算法各自的优势,提出一种采用遗传算法优化的BP神经网络的水泥强度预测算法.利用遗传算法具有的全局优化搜索能力优化BP神经网络的各层节点连接权值与阈值,训练BP神经网络预测模型以求得最优解,并将训练以外的样本数据用于模型的有效性验证.仿真结果表明,该算法对水泥强度值预测具有较高的预测精度,同时可缩短网络收敛时间.     

改进粒子群优化 BP 神经网络的洪水智能预①测模型研究

该文提出改进的PSO-BP算法在洪水预测应用中建立预测模型.以BP神经网络为基础,提取观测站往年平均径流量作为洪水属性.采用改进的PSO-BP算法对神经网络的各个参数进行优化,最后建立模型应用于流域观测站的洪水预报模型,叙述了PSO粒子群算法和BP神经网络算法,详细阐述粒子群算法优化BP神经网络的权值和阈值,得出最优的BP神经网络预测适应度值.通过实验仿真对比,结果表明此方法预测结果比BP神经网络算法和混沌径向基神经网络模型算法精度更高,提高了预测的效率.     

基于ABC-BP的短期风速预测研究

针对短期风速预测问题,提出一种基于人工蜂群算法(Artificial Bee Colony Algorithm,ABC)和BP(BackPropagation)神经网络的预测模型。将温度、当地气压、海平面气压、风向、风切变、风速等气象数据作为原始样本数据,首先进行归一化处理,然后利用BP神经网络对归一化后的数据进行训练,并用ABC优化BP的权值阈值矩阵,建立短期风速预测模型。仿真结果表明,与BP神经网络、ABC-SVM等模型进行对比,该模型在短期风速预测方面的准确度更高。     

自适应变异粒子群优化BP的短期风电功率预测模型

针对反向传播(BP)神经网络预测模型在风电预测中预测精度低、输入变量多的问题,提出一种基于互信息的自适应变异粒子群优化BP的短期风电功率预测模型.首先,采用互信息筛选出原始数据中与输出功率相关度较大的影响因素,减少冗余信息;然后,引入具有自适应惯性权重系数和变异因子思想的粒子群算法对预测模型进行优化.结果表明:与传统预测模型相比,该预测模型具有收敛速度快、预测精度高等特点.     

克隆选择粒子群优化BP神经网络电力需求预测

在普通BP算法基础上,引入克隆选择粒子群算法,建立电力需求预测模型.将当期国内生产总值、前期国内生产总值、人口、当期产业结构变化、前期产业结构变化等影响电力需求的因素作为网络输入,电力需求作为网络输出,同时选择合适的隐层节点数,确定模型的网络结构.利用克隆选择粒子群算法反复优化BP网络的权值组合,将优化后的权值作为BP神经网络的初始值,进行BP算法,直至网络达到训练指标.利用近几年相关输入输出变量年度数据,对建立的模型进行电力需求实证预测分析,并同普通BP神经网络预测结果进行对比.结果表明:基于克隆选择粒子群优化的BP神经网络不仅训练速度快,而且误差小,预测精度明显提高,说明该模型对于电力需求预测的有效性.     

基于模拟退火PSO-BP算法的钢铁生产能耗预测研究

针对BP对能源系统进行建模和预测的方法存在的问题,提出一种优化BP神经网络的模拟退火粒子群混合算法(SAPSO)。利用该混合算法优化BP神经网络的权值和阈值,然后训练BP神经网络预测模型以得到最优解,并将所建立的预测模型对钢企能耗进行预测。最后与BP神经网络以及最小二乘法进行比较。仿真结果表明该混合算法增强神经网络的泛化能力,具有相对误差小,预测精度较高,能更好地跟踪未来数据的优点。     

基于极限学习机的车间节能目标预测方法

针对车间的混合流水线调度问题(HFSP)存在智能算法寻优过程中节能目标即适应值评估代价高的问题,首先,通过分析车间节能模型建模的编码方式,提出一种基于矩阵编码机制的特征向量提取方法,引入核函数有利于极限学习机(ELM)求解节能目标。其次,对需要构建代理模型的改进多目标多元宇宙优化算法(IMOMVO)进行计算复杂度分析,建立了基于ELM的代理模型,设计数据驱动优化的车间节能目标算法框架。最后,基于均匀分布变量的拉丁超立方抽样,形成初始化样本,与BP算法进行预测性能验证和计算时间对比两个实验。实验结果显示,ELM算法的拟合优度为0.973 81,预测性能指标均优于BP算法。单个适应值平均计算时间为5.4×10-4s,仅为真实求解的18.5%。说明ELM在车间节能目标预测问题具有良好的效果。     

基于GRA和AHP的GRNN神经网络零件失效概率预测方法

为了提高对机械零件失效概率的预测精度,提出一种基于GRA和AHP的广义回归神经网络零件失效概率预测方法.在分析机械零件失效概率影响因素的基础上,首先利用灰色关联分析法(Grey Relational Analysis,GRA)分析影响机械零件失效概率的主要因素,通过层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)构建机械零件失效概率的评价指标层次体系,评估各个指标对于零件失效概率的权重;结合各个指标权重与初始值,以获取各指标的加权评价值;最后通过广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)建立以各指标加权评价值来预测机械零件失效概率的预测模型.利用本文方法所建立的预测模型对某企业数控转台的上齿盘失效概率进行预测,并与传统的GRNN神经网络预测模型、BP神经网络预测模型和回归预测模型进行对比,结果显示本文所建立的模型预测误差小于0.8%、残差在-0.2%～0.2%范围内,均优于对比模型的预测结果,表明所建立的预测模型具有更高的精度和更强的稳健性,适合于零件失效概率的预测.     

基于SOA-BP神经网络的SLS成型件精度预测模型

针对选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)成型件精度难以控制以及工艺参数优化实验成本高等问题,提出了一种利用人群搜索算法(seeker optimization algorithm,SOA)优化BP(back propagation)神经网络对SLS成型件精度预测的方法。首先选择激光功率、预热温度、扫描速度、扫描间距以及分层厚度五个工艺参数设计正交试验获取样本数据。然后根据SOA算法特有的利己、利他、预动和不确定推理四大行为确定搜索策略,获取BP神经网络最优权值和阈值。最后采用MATLAB建立优化后的BP神经网络预测模型对样本数据进行预测分析,并与传统BP神经网络和粒子群算法(particle swarm optimization,PSO)优化的BP神经网络预测结果进行对比。结果表明:基于SOA-BP神经网络的预测模型具有较高的预测精度,最大绝对误差仅为0.028,对SLS成型件精度的提高和工艺参数的选取具有指导作用。     

基于改进粒子群优化算法的灰色神经网络模型

根据灰色神经网络的参数随机选择类似于粒子群算法中的粒子初始空间位置,采用改进粒子群算法代替梯度修正法,对网络参数进行了处理,并通过寻找粒子群算法中的最优个体,建立了基于改进粒子群算法的灰色神经网络,提高了预测模型的稳健性和精度.通过解决短期订货量问题,与反向传播(BP)神经网络、灰色神经网络、没有改进的粒子群灰色神经网络算法和基于遗传算法的灰色神经网络等方法进行了比较.分析结果表明,基于改进粒子群算法的灰色神经网络计算更为方便,并具有更好的逼近能力和预测精度.为优化网络模型参数提供了一种新方法,并拓展了预测模型的研究思路.     

果酒品质评价的自适应量子粒子群LS-SVM模型

针对BP神经网络和遗传算法对果酒品质预测存在速度慢和精度低的缺点,建立了一种基于量子行为粒子群算法(QPSO)的最小二乘支持向量机(LS-SVM)的果酒品质预测模型。模型通过引入粒子的进化度和聚合度,动态调整收缩扩张因子,从而实现了算法的动态自适应性。仿真结果表明:基于自适应量子粒子群的LS-SVM果酒品质评价预测模型优于所比较的BP神经网络和最小二乘支持向量机两种模型,具有较好的泛化性能和预测精度。