基于GA-ELM数控铣刀寿命预测模型研究

在加工过程中,刀具磨损状况对零件的加工质量具有重要影响,精确预测刀具寿命是智能制造系统必须具有的关键功能之一.在分析数控铣刀寿命影响因素的基础上,引入极限学习机(ELM)算法模型,建立数控铣刀寿命预测模型.在寿命预测过程中,采用遗传算法(GA)对ELM模型的输入权值和隐含层阈值进行优化,建立基于GA-ELM的数控铣刀寿命预测模型,同时将其与基本BP神经网络、优化BP神经网络和基于粒子群改进的BP神经网络的预测结果进行对比分析.结果表明,基于GA-ELM的刀具寿命预测模型相比较于其他3种算法更加优越,是一种行之有效且精度高的刀具寿命预测算法.     

短期负荷预测的集成改进极端学习机方法

首次将极端学习机(ELM)理论引入短期负荷预测领域,并以BFGS拟牛顿法对ELM网络左侧权值进行优化训练调整,形成基于迭代-解析的改进ELM预测模型.同时,采用集成技术Boosting算法,生成多个差异度大的改进ELM子网络,对其进行加权组合,构建了集成改进极端学习机预测模型.该模型不仅有效避免了极端学习机左侧权值随机给定的输出稳定性问题,而且克服了单一网络预测模型泛化能力较差等缺陷.     

基于QPSO-ELM-KF的电力系统短期负荷预测

为保证日常电力系统的正常运行,满足其生产活动安排、电力经济调度以及电网安全分析的要求,必须要进行电力系统短期负荷的预测。为提高预测精度和稳定性,提出了一种基于量子粒子群(QPSO)优化极限学习机(ELM)与卡尔曼滤波(KF)相结合的电力系统短期负荷预测模型。该模型首先通过ELM预测各时间点的电力负荷值,其中,根据QPSO算法本身的特性以及在参数寻优方面的优势,利用其对ELM网络结构中输入层-隐含层的权值和隐含层的阈值进行寻优;然后,利用KF算法将得到的预测值做进一步的更新和优化,从而得到各时刻的最优估计值,最终以实现对短期电力负荷的精准预测。实验表明,使用QPSO-ELM-KF预测模型进行短期电力负荷预测,预测精度有进一步的提高。     

瓦斯涌出量的AFSA-ELM预测模型

为准确预测瓦斯涌出量,提出人工鱼群算法(AFSA)优化极限学习机(ELM)的瓦斯涌出量AFSA-ELM预测模型.该模型采用AFSA对ELM中的输入连接权值和隐含层阈值进行优化选取,为提高模型泛化能力,以训练样本的10次10折交叉验证的均方根误差的平均值作为AFSA目标函数的适应度值.利用18组煤矿实测数据进行试验.研究结果表明:AFSA实现了对ELM性能的优化,AFSA-ELM预测模型对样本的拟合度高,且具有较高的预测精度和泛化能力,即AFSA-ELM预测模型可以有效地实现对矿井瓦斯涌出量的预测.     

基于改进粒子群优化算法和极限学习机的混凝土坝变形预测

混凝土坝变形预测是评价大坝运行状态和预测大坝行为的重要方法.但是,混凝土坝的随机荷载和强非线性变形限制了传统多元线性回归模型的应用.而人工神经网络模型则对复杂和高度非线性行为具有良好适应性.针对基于梯度下降法的常规神经网络模型收敛速度慢和过度拟合等问题,提出了一种基于改进型粒子群优化算法选取极限学习机(ELM-IPSO)最优参数的大坝变形预测模型.针对传统粒子群算法搜索时间长、容易陷入局部最优的特点,采用自适应惯性权重和动态调整学习因子,对粒子群算法进行了改进.研究表明,IPSO算法提高了粒子群优化的全局搜索能力,提高了计算效率.应用IPSO优化ELM模型的初始权值和阈值.通过东江混凝土拱坝的实测资料,验证ELM-IPSO模型的预测性能.将计算结果与BPNN模型、ELM模型和传统ELM-PSO模型的结果进行比较.BPNN模型、ELM模型、ELM-PSO模型和ELM-IPSO模型的平方相关系数R2分别为89.15%、91.13%、93.87%和94.36%.ELM模型的R2大于BPNN模型,说明ELM模型比常规的BPNN模型预测精度更高,泛化性能更好.ELM-PSO模型的预测精度大于ELM模型,说明PSO对ELM的优化在提高预测精度方面具有良好的作用.4个模型中,ELM-IPSO模型的R2最大,预测精度最高,这表明提出的ELM-IPSO模型能够有效提高混凝土坝变形的预测能力.     

基于极限学习机模型参数优化的光伏功率区间预测技术

提出一种基于极限学习机(ELM)模型参数优化的光伏功率区间预测技术.首先,提出加权欧氏距离作为光伏功率预测区间评估指标,筛选历史样本单元并优化ELM训练集;然后,提出ELM参数混合寻优算法,利用精英保留策略遗传算法与分位数回归优化ELM模型隐层输入及输出权重与偏置参数,并采用训练后的模型预测光伏功率区间;最后,基于光伏电站与气象站历史数据构建实际算例,预测光伏功率区间,并与其他方法得到的结果进行对比.算例结果表明：所提方法在增加区间预测可信度的同时,能较大程度提高区间预测准确度.     

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.     

基于贝叶斯优化注意力机制LSTNet模型的短期电力负荷预测

为更充分挖掘多元负荷序列间的有效信息,从而提高预测精度,提出了一种集成贝叶斯超参数优化算法、注意力机制的长期和短期时间序列网络（long and short-term time-series network with attention,LSTNet-attention）以及误差修正的短期负荷预测模型。首先,构建基于贝叶斯优化的LSTNet-attention模型进行初步预测,利用贝叶斯算法优化模型多个结构参数,降低人工设置参数的随机性,并通过注意力机制合理分配特征权重;然后,通过基于贝叶斯参数优化的极端梯度提升算法(extreme gradient boosting,XGBoost)误差修正模型来挖掘初步预测误差序列中潜在、未被利用的有效信息,进行误差预测和修正,进而得到最终的预测结果。通过使用澳大利亚某地真实负荷数据进行实证分析,实验结果表明,所提预测模型相较于其它模型具有更好的预测效果,可为负荷预测等工作提供一定参考。     

基于PSO-ELM的中国石油股票价格预测建模

为了提高股票价格预测的精度,针对中国石油股票价格预测问题,提出了粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)的股票价格预测模型。通过粒子群算法对极限学习机的权值以及阈值参数进行优化,构建PSO-ELM预测模型,并将其用于中国石油股票价格预测。仿真实验表明,与ELM、PSO-BP、DE-ELM相比,其预测均方误差分别下降了1.84%、1.07%、0.97%,拟合优度决定系数R2为0.974 3,即PSO-ELM有着较高的预测精度。为了给股票投资者更好的投资建议,对PSO-ELM模型分别进行股价短期、中期、长期的预测,结果表明PSO-ELM模型短期预测精度较高,随着时间的推移预测的精度有所下降。     

基于RBF-ARX模型的短期电力负荷预测

为了提高短期电力负荷预测的精度,提出基于RBF-ARX模型的短期电力负荷循环预测法:将短期电力负荷预测看作非线性时间序列预测问题,并根据历史负荷数据建立电力负荷自回归预测模型(ARX模型),用RBF神经网络逼近ARX模型的参数,并用结构化非线性参数优化法(SNPOM)离线估计模型参数。用该方法对湖南某市电力负荷进行预测,将预测结果与实际负荷值进行比较,结果表明:基于RBF-ARX模型的短期电力负荷循环预测法精度高,可靠性强,具有很好的实用性。     

加权极限学习机的多变量时间序列预测方法

提出一种基于样本分布的极限学习机预测模型WELMSD.该模型先用kN近邻密度估计方法估计出样本的密度值,再用估计出的密度值给传统ELM的经验风险项加权,克服传统ELM在对时间序列进行预测时忽略样本分布的缺点.基于Rossler混沌时间序列和上证、深证股票数据的实验仿真结果证明了所提算法的有效性,且当近邻参数k_N取值较小时,所提模型对参数不敏感,是一种更优的多变量时间序列预测模型.     

基于小波能谱熵和改进ELM的转辙机故障预测

为了进一步提高铁道转辙机故障预测精度和维修效率,提出了一种基于小波能谱熵和改进极限学习机(Extreme Learning Machine, ELM)的转辙机故障预测方法.首先,将采集到的转辙机功率数据用完备集合经验模态分解方法进行预处理;然后,计算各个固有模态函数的小波能谱熵值,通过核主元分析原理方法将多维特征数据降至1维,构建转辙机的退化性能指标,得出失效阈值;最后,利用自适应鲸鱼优化算法对ELM预测模型的权值和阈值进行全局寻优,以获得最优的预测模型,实现对转辙机故障趋势的预测.用Matlab软件对新方法进行实例分析,并与支持向量机和ELM模型进行对比.仿真结果表明,与传统预测模型相比,基于改进ELM模型均方误差更接近于0,决定系数更接近于1,表明该模型预测精度更高,性能更佳,证明了该方法应用于转辙机故障预测的可行性.     

基于PSO-ELM模型的短期电力系统负荷预测

为了提高电力负荷预测的精确度、降低预测误差,提出了一种基于粒子群优化的极限学习机(PSO-ELM)模型。通过粒子群算法对极限学习机的参数进行寻优,最后通过PSO-ELM模型和传统ELM模型预测结果的相对误差比对,改进模型将相对误差降低在1%左右,提升了学习速率和预测精度,为电网运行和电力分配提供了决策保障。     

基于PSO—SVR的电力负荷预测

电力系统负荷预测精度直接决定了预测模型的质量.为了降低预测模型输出结果的预测误差,提出了粒子群算法优化支持向量机回归这一智能预测方法.通过对环境温度、节假日、工作日、日期的采集与分析作为模型的输入,以日平均负荷作为模型的输出.最后,通过仿真,对引入粒子群算法的支持向量机回归模型的预测结果进行对比分析.结果表明:优化后的智能模型取得了更为理想的预测结果.     

参数联合求解的短期负荷混沌预测模型

为了提高短期负荷的预测准确性,基于短期负荷的混沌变化特性,提出一种模型参数联合求解的短期负荷混沌预测模型.首先将相空间重构的参数和最小二乘支持向量机的参数联合编码成粒子的位置向量,使每一个粒子根据自身飞行经验和种群飞行经验不断改变前进方向,从而找到最优位置向量,即相空间重构和最小二乘支持向量机的参数.然后采用最优参数建立短期负荷预测模型,并采用短期负荷数据进行性能分析.结果表明,预测模型可以发现短期负荷数据隐含的变化规律,获得了满意的短期负荷预测结果.     

蝙蝠算法优化极限学习机的电力负荷预测模型

为提高电力负荷预测的准确性,提出蝙蝠算法优化极限学习的电力负荷预测模型.首先收集电力负荷历史数据,然后采用蝙蝠算法对延迟时间和嵌入维以及极限学习的隐含层结点数目进行优化,利用电力负荷历史数据进行重构,最后采用最优隐含层结点数目的极限学习机建立电力负荷预测模型,并采用具体数据仿真测试.实验结果表明:模型建立了整体性能优异的电力负荷预测模型,提高了电力负荷的预测精度.     

基于特征选择和优化极限学习机的短期电力负荷预测

针对负荷预测过程中特征量难以确定以及极限学习机(ELM)存在因随机产生的初始权值和阈值导致输出稳定性低的问题，提出了基于格拉姆施密特正交化与皮尔逊相关性分析相结合的特征选择方法(GSO-PCA)和改进灰狼算法(IGWO)优化ELM的短期电力负荷预测模型(IGWO-ELM)。对两种不同类型的特征分别使用GSO算法和PCA进行优选，并根据平均绝对百分比误差(MAPE)确定最优特征集，与传统的经验特征选择、最大互信息系数特征选择、随机森林特征选择比较，GSO-PCA特征选择的MAPE分别降低了1.3%、0.55%和0.83%,验证了其优越性；将Tent混沌映射和粒子群优化算法(PSO)融入到灰狼优化算法中，得到IGWO,并利用两种典型的测试函数对IGWO性能进行测试，证明了其具有更强的寻优能力；使用IGWO算法对ELM的初始权值和阈值进行动态优化，建立IGWO-ELM短期负荷预测模型。将拟合优度检验系数、平均绝对误差、均方根误差和MAPE作为评价指标，结合实例分析，与传统的模型进行比较。仿真结果表明：所提预测模型得到的4个评价指标分别为0.997 8、54.90 kW、72.02 kW和1....     

组合灰色预测模型在电力负荷预测中的应用

基于灰色预测理论,研究了基本灰色预测模型及其几种传统改进模型的原理和它们在电力负荷预测中存在的局限性,提出了电力系统中长期负荷预测的实用新方法--组合灰色预测模型.以实际算例为基础,应用基本灰色预测模型和传统改进模型以及组合灰色预测模型分别对电力负荷进行了预测,并进行了分析比较.结果表明,用灰色理论预测电力负荷,理论可靠、方法简单.对于中长期电力负荷预测这样复杂的问题,组合灰色预测模型具有预测精度高、简捷实用等优点,该方法可作为中长期电力负荷预测的工具之一.     

基于概念格的神经网络日最大负荷预测输入参数选择

针对电力系统中影响负荷预测精度的众多因素如何选择问题,提出一种概念格属性约简算法,采用该算法挖掘出与待预测负荷量相关性较大的各属性作为神经网络预测模型的输入参数,降低了输入参数规模,确保了负荷预测模型输入参数的合理性,解决了神经网络模型输入参数的确定问题.通过对重庆市某区实际日最大负荷数据的计算分析,结果表明该算法提高...     

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.