遗传最小二乘支持向量机法预测时用水量

为解决传统最小二乘支持向量机采用交叉验证确定参数耗时较长的问题,提出基于遗传算法和最小二乘支持向量机的城市时用水量预测方法.根据城市时用水量序列具有较强相关性的特点,利用自相关系数法分析时用水量序列的变化规律,并引入二进制编码的自适应遗传算法优化最小二乘支持向量机的超参数,采用交叉验证法确定遗传算法个体的适应值,建立了时用水量预测模型.实例分析表明：与基于传统最小二乘支持向量机的时用水量预测方法相比,基于遗传算法和最小二乘支持向量机的时用水量预测方法计算速度更快,预测精度更高.     

基于最小二乘支持向量机的时用水量预测模型

针对神经网络存在结构较难确定,训练易陷入局部最优以及容易过学习等问题,提出将最小二乘支持向量机用于预测时用水量.最小二乘支持向量机(LSSVM)基于结构风险最小化,能够较好地协调经验风险最小化和学习机器VC维之间的关系,并且LSSVM在支持向量机(SVM)的基础上,通过将价值函数改为最小二乘价值函数以及用等式约束代替不等式约束,将求解的二次规划问题转变为一组等式方程,采用径向基核函数,得到LSSVM模型的待定参数比标准支持向量机少,仅为2个.根据时用水序列具有周期性和趋势性的特点,建立了基于最小二乘支持向量机的时用水量模型.实例分析表明,与基于BP网络的时用水量模型相比,基于最小二乘支持向量机的时用水量模型具有更强的预测能力.     

变结构遗传最小二乘支持向量机法预测日用水量

为解决日用水量预测模型的动态参数估计问题,提出了基于变结构遗传最小二乘支持向量机的预测模型.以日用水量的主要影响因素和相关日用水量为输入,利用遗传算法对基于LSSVM的历史日用水量模型参数进行寻优,获得模型结构参数序列;采用扩展卡尔曼滤波器估计基于最小二乘支持向量机的预测日用水量模型参数,进而预测下一日用水量.实例分析表明:提出的模型具有较高的预测精度,预测的最大绝对相对误差仅为9.3%,平均绝对相对误差为2.09%.     

基于遗传支持向量机的时用水量预测模型

针对传统支持向量机采用交叉验证确定参数耗时较长的不足,提出了基于遗传支持向量机的时用水量预测模型.根据时用水量序列的相关性,确定预测模型的输入参数;利用自适应遗传算法优化支持向量机的参数,建立了时用水量预测模型.实例分析结果表明,与基于传统支持向量机的预测模型相比,基于遗传支持向量机的时用水量预测模型建模速度更快,预测精度更高.验证了所提出模型的合理性和有效性.     

基于改进粒子群优化LSSVM的污水COD软测量建模

针对在污水处理过程中水质参数(如出水化学需氧量(COD),pH值)变化过程的高度时变性、非线性和复杂性等特点,提出一种基于改进粒子群优化最小二乘支持向量机(IPSO-LSSVM)的软测量模型。该模型将小样本机器学习——最小二乘支持向量机(LSSVM)引入工业污水处理过程水质参数预测,网络训练过程中采用粒子群优化算法,使得该算法能够自适应获取最优超参数,形成IPSO-LSSVM算法,对工业污水处理出水COD参数进行回归预测。实验结果表明:与LSSVM和PSO-LSSVM模型相比,IPSO-LSSVM模型预测结果的均方根误差分别降低了40.9%和30.5%;相关系数分别提高了13.0%和6.6%。这表明IPSO-LSSVM模型在预测精度、收敛速度和抗干扰能力等方面明显优于LSSVM和PSO-LSSVM模型。     

和声搜索最小二乘支持向量机预测模型及其应用

为了改进目前最小二乘支持向量机(LSSVM)参数选择的盲目性,将和声搜索(Harmony Search)算法引入到最小二乘支持向量机中来.利用具有全局优化功能的和声搜索算法对LSSVM中正则化参数γ和核函数参数σ的进行自动优选,提出了和声搜索最小二乘支持向量机(Harmony Search Least Squares Support Vector Machine,HS-LSSVM)算法.通过对丰满大坝位移的建模预测并和BP神经网络模型及传统统计回归模型的分析比较,表明HS-LSSVM模型具有更小的预测误差和更高的预测精度.     

基于DEG-WO-LSSVM模型的用电负荷预测

为了提高负荷预测的拟合精度,提出一种基于优化灰狼算法的最小二乘支持向量机负荷预测模型,针对标准灰狼算法精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优的缺点,采用差分算法优化标准灰狼算法。利用改进的灰狼算法优化最小二乘支持向量机的两个主要参数,建立功率负荷预测研究模型。通过实例分析获得负荷预测结果,利用三种评价指标对比了四种算法模型。实验表明,改进灰狼算法优化最小二乘支持向量机的改进评价指标数值较低,拟合曲线精度更高。     

基于NGA-LSSVM的白水浓度软测量

提出了一种基于小生境遗传算法—最小二乘支持向量机(NGA-LSSVM)的软测量建模方法.充分利用遗传算法强大的全局搜索能力,引入小生境遗传算法对最小二乘支持向量机各个参数(损失函数参数、惩罚因子、核函数及其参数)进行优化选择,将支持向量机参数由人工选取变为自动确定,为解决支持向量机参数自动优化问题提供了一条有效的途径.将所提出的建模方法应用于制浆造纸生产过程白水浓度软测量研究中,研究结果表明:与普通最小二乘支持向量机相比,该建模方法具有更佳的预测精度,能满足造纸生产过程的实际需要.     

基于GA-LSSVR算法的回采工作面瓦斯涌出量预测

针对回采工作面瓦斯涌出量问题的小样本、非线性、影响因素关系复杂等特点,采用遗传-最小二乘支持向量回归算法对瓦斯涌出量进行预测,利用定量方法进行分析,避免了定性分析的局限性,有效提高了预测的精度。该模型首先利用遗传算法对最小二乘支持向量回归机中的参数进行训练和优化,然后运用遗传-最小二乘支持向量回归模型对测试样本进行了回采工作面瓦斯涌出量测试。测试结果表明:与支持向量回归机以及最小二乘支持向量回归机的预测值相比,遗传-最小二乘支持向量回归的回采工作面瓦斯涌出量预测可靠性和精确性更高。     

基于最小二乘支持向量机的数控机床热误差预测

为实现数控机床热误差的补偿控制,提出基于最小二乘支持向量机进行数控机床热误差建模预测的方法.根据最小二乘支持向量机回归预测的原理,优化选择最小二乘支持向量机参数,对数控车床热误差进行最小二乘支持向量机建模.通过测量数控车床主轴温升值与主轴热变形量,将获得的数据进行最小二乘支持向量机建模训练,以建立机床热误差预测模型.实验结果表明,该模型能有效描述热动态误差,与最小二乘法建模进行比较,结果显示,基于最小二乘支持向量机的数控机床热误差预测模型精度高、泛化能力强;采用最小二乘支持向量机得到的预测模型可用于数控机床热误差实时补偿,以提高机床的加工精度.     

城市日用水量需求预测的等维新息SVR建模方法

针对社会经济因素和气象因素对城市日用水量需求的复杂非线性影响以及这种影响的动态变化特性,提出一种基于等维新息的支持向量回归(SVR)预测建模方法并用于城市日用水量需求预测.鉴于传统留一交叉验证法确定SVR模型参数时,存在样本分组数过少及容易出现预测误差评价失真等问题,采用测试集的等维新息SVR模型预测结果,提出了一种基于等维样本集的概率统计参数确定方法.实例分析表明：SVR模型的引入及新的参数确定方法的提出有利于提高城市日用水量需求预测精度.     

改进SADE-EKF的永磁同步电机参数辨识

针对永磁同步电机（PMSM）参数辨识中扩展卡尔曼滤波（EKF）难以确定合适的系统噪声矩阵Q和量测噪声矩阵R的问题,提出了一种改进自适应差分进化算法（SADE）-EKF的PMSM参数辨识方法。首先分析了扩展卡尔曼滤波器的工作原理,建立了双线程辨识模型;然后通过改进差分进化算法（DE）的变异策略跳出局部最优,并设计了合适的适应度函数;最后,通过SADE算法对EKF的Q和R进行优化。实验结果表明,改进的SADE-EKF在辨识电机参数时比传统的EKF具有更好的收敛速度和辨识精度。     

克隆规划-交叉验证参数优化的LSSVM及惯性器件预测

为改善最小二乘支持向量机的泛化性能,将克隆规划、交叉验证相结合的优化算法用于最小二乘支持向量机的参数优化．克隆规划算法是具有局部、全局搜索能力的优化算法,能有效避免陷入局部极值;交叉验证算法的无偏估计性抑制了训练过程中“过拟合”和“欠拟合”．在该优化算法中,用交叉验证误差构造抗体抗原亲合度,用克隆规划算法寻找最小二乘支持向量机的最优参数．用优化的最小二乘支持向量机回归模型建立了惯性器件时间序列预测模型．实验结果验证了算法的有效性及预测模型的泛化性能．预测模型为动态补偿、故障预测提供了依据．     

蚁群算法分配权重的燃气日负荷组合预测模型

为适应城镇燃气日负荷随机性和多变性的特点,克服特定时刻单一负荷预测模型存在实际应用局限性的问题,将5种评价准则用于组合预测前剔除冗余模型,提出了一种建立变全重组合预测模型的方法,通过蚁群算法确定分配权重的组合预测模型,使得在一个时段上的燃气日负荷预测精度好于各单一模型.首先对包含诸多随机和模糊等不确定因素的城镇燃气日负荷时变系统和各预测模型特点进行分析;然后确定岭回归分析(Ridge)、差分自回归积分滑动平均模型(ARIMA)、支持向量机回归(SVR)、极端梯度提升树(XGB)共4类单项日负荷预测模型,结合城镇燃气日负荷和模型的特点,分别给出每个模型各项参数的设置和模型的输入向量;用平均相对误差、均方根误差、灰色关联度、相关系数、Theil不等系数为评价准则计算出的综合评价指标剔除冗余模型,最后建立了蚁群算法权重分配的组合预测模型.预测实例表明,蚁群算法分配权重的燃气日负荷组合预测模型长期的综合预测效果要优于任意单项模型,相比于单一模型而言,组合预测模型的稳定性和容错率更高,具备较强的泛化能力.     

城市供水量的预测模型研究

本文以沈阳市Ｍ水厂的月供水量预测为背景，阐明了预处理建模数据序列的必要性，并提出一种新的供水量预测方法，即一次累加－指数平滑法，在简介了一次累加－指数平滑模型和自适应过滤模型的基本原理之后，进行了实例计算与分析．研究结果表明，一次累加－指数平滑法和自适应过滤法可分别作为月供水量的短期和长期预测模型，两者的预测误差均不超过０．６９万吨．     

基于混沌果蝇优化最小二乘支持向量机的秸秆发酵过程软测量建模

针对秸秆发酵制取燃料乙醇过程的关键参量乙醇质量浓度难以用传统物理传感器实时在线测量,给发酵过程的监测与控制带来困难这一难题,采用混沌果蝇优化算法( chaos fruit fly optimization algorithm,CFOA)优化最小二乘支持向量机( least square support vector machine,LSSVM)的关键参数,避免了普通交叉验证法选取参数的耗时性和盲目性,建立混沌果蝇最小二乘支持向量机软测量模型,实现乙醇质量浓度的在线实时测量.实验仿真表明：基于CFOA的LSSVM模型平均误差为4.55%,明显优于LSSVM模型,表明该软测量建模方法预测能力强,测量精度高.     

局域法邻近点选取对供水量预测精度的影响

混沌局域法预测模型适用于非线性、非平稳的城市日供水量预测,而邻近相点个数的选取对该模型预测精度有直接影响。传统方法通常以嵌入维m作为参考值,凭经验选取m+1个邻近相点,且仅使用欧式距离法计算当前相点距离,无法反映相点的运动趋势,易引入伪邻近相点,导致预测精度的降低。鉴于此,将演化追踪法引入城市日供水量预测,通过挖掘邻近相点的历史演化规律对参考样本进行优选,以提高预测精度。最后,采用实际日供水量数据验证所提出方法,结果表明,运用演化追踪法优选邻近相点能显著提高日供水量预测精度,预测平均绝对误差由2.501%降低到1.683%。