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Constrained voting extreme learning machine and its application 被引量:5
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作者 MIN Mengcan CHEN Xiaofang XIE Yongfang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2021年第1期209-219,共11页
Extreme learning machine(ELM)has been proved to be an effective pattern classification and regression learning mechanism by researchers.However,its good performance is based on a large number of hidden layer nodes.Wit... Extreme learning machine(ELM)has been proved to be an effective pattern classification and regression learning mechanism by researchers.However,its good performance is based on a large number of hidden layer nodes.With the increase of the nodes in the hidden layers,the computation cost is greatly increased.In this paper,we propose a novel algorithm,named constrained voting extreme learning machine(CV-ELM).Compared with the traditional ELM,the CV-ELM determines the input weight and bias based on the differences of between-class samples.At the same time,to improve the accuracy of the proposed method,the voting selection is introduced.The proposed method is evaluated on public benchmark datasets.The experimental results show that the proposed algorithm is superior to the original ELM algorithm.Further,we apply the CV-ELM to the classification of superheat degree(SD)state in the aluminum electrolysis industry,and the recognition accuracy rate reaches87.4%,and the experimental results demonstrate that the proposed method is more robust than the existing state-of-the-art identification methods. 展开更多
关键词 extreme learning machine(ELM) majority voting ensemble method sample based learning superheat degree(SD)
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三相变频器回路串联故障电弧检测方法研究
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作者 高洪鑫 王坤远 +1 位作者 王智勇 蔡佳成 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第1期203-215,共13页
串联故障电弧是引发电气火灾的主要因素之一,针对未知工况条件下串联故障电弧难以准确检测的问题,提出了一种基于实时训练更新核极限学习机(KELM)预测模型的串联故障电弧检测方法。首先,利用三相电动机和变频器负载开展了不同电源谐波... 串联故障电弧是引发电气火灾的主要因素之一,针对未知工况条件下串联故障电弧难以准确检测的问题,提出了一种基于实时训练更新核极限学习机(KELM)预测模型的串联故障电弧检测方法。首先,利用三相电动机和变频器负载开展了不同电源谐波、变频器载波频率、变频器运行频率和电流等级条件下的串联故障电弧实验;其次,利用奇异值分解滤波、改进一次指数平滑滤波依次对电流信号进行降噪处理;再次,利用前两个周波电流信号训练更新KELM预测模型,并计算预测模型对下一个周波电流信号的预测残差,然后利用预测残差绝对值构建矩阵,结合非负矩阵分解将残差矩阵降维成一维向量,并利用一维向量的最大值作为故障特征,结合固定阈值实现串联故障电弧检测;最后,测试了提出方法在未知工况条件下的串联故障电弧检测性能和抗噪性能。结果表明:提出方法可以有效检测出未知电源谐波、变频器载波频率、变频器运行频率和电流等级4类未知工况条件下的串联故障电弧,且具有较强的抗噪能力。 展开更多
关键词 串联故障电弧 核极限学习机 奇异值分解滤波 改进一次指数平滑滤波 预测残差 非负矩阵分解
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基于集成型极限学习机的氢燃料电池寿命预测 被引量:3
3
作者 杨淇 陈景文 +4 位作者 华志广 李祥隆 赵冬冬 兰天一 窦满峰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第3期964-974,共11页
基于数据驱动的寿命预测方法能精准预测质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命,提高预测性能是当前寿命预测领域的研究热点。针对PEMFC寿命预测过程中预测精度与鲁棒性的提升问题,基于统计学原理的寿命预测方法,提出一种集成极限学习... 基于数据驱动的寿命预测方法能精准预测质子交换膜燃料电池(PEMFC)的剩余使用寿命,提高预测性能是当前寿命预测领域的研究热点。针对PEMFC寿命预测过程中预测精度与鲁棒性的提升问题,基于统计学原理的寿命预测方法,提出一种集成极限学习机(EELM)结构,对PEMFC的寿命进行长期预测。集成结构中包含了50次重复测试,通过局部强化优化器算法对每次测试结果进行优化,提升了寿命预测精度。在长期预测的结果中,给出了EELM预测结果的平均值和95%置信区间,提升了系统的鲁棒性。最后采用稳态电流、准动态电流条件和动态电流下的老化数据集验证了所提方法的有效性与可行性。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 极限学习机 集成结构 局部强化优化器
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基于改进北方苍鹰算法与混合核极限学习机的齿轮箱故障诊断 被引量:1
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作者 杜董生 王梦姣 +1 位作者 冒泽慧 赵环宇 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第4期796-804,共9页
针对行星齿轮箱故障诊断问题,本文提出了一种基于改进北方苍鹰优化(INGO)算法与混合核极限学习机(HKELM)的行星齿轮箱故障诊断方法.首先,引入Savitzky-Golay(SG)滤波对齿轮箱原始信号进行去噪.利用时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)将去噪... 针对行星齿轮箱故障诊断问题,本文提出了一种基于改进北方苍鹰优化(INGO)算法与混合核极限学习机(HKELM)的行星齿轮箱故障诊断方法.首先,引入Savitzky-Golay(SG)滤波对齿轮箱原始信号进行去噪.利用时变滤波经验模态分解(TVF-EMD)将去噪后的信号分解成多个本征模态函数(IMF),使用方差贡献率、相关系数和信息熵筛选出最优的IMF.将最优IMF重构后,对重构信号进行时间同步平均(TSA)去噪以减少故障诊断模型的数据计算量.将Tent混沌映射、混合正弦余弦算法和Levy飞行策略用于改进北方苍鹰优化(NGO)算法,得到一种新的INGO算法.同时,引入余弦因子以平衡正弦余弦算法的全局和局部开发能力.最后,利用INGO算法对HKELM进行优化,用以提高HKELM模型的故障诊断准确率.将所提方法应用于两个案例对模型进行检验,实验结果表明,本文所提方法具有可行性和优越性. 展开更多
关键词 混合核极限学习机 改进北方苍鹰优化算法 时变滤波经验模态分解 故障诊断
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近红外光谱联合机器学习测定樱桃番茄中的番茄红素
5
作者 高翔堃 董璇 +2 位作者 刘超 詹杰 黄青 《量子电子学报》 北大核心 2025年第3期313-323,共11页
针对樱桃番茄中番茄红素的近红外光谱检测,采用机器学习算法建立了定性和定量分析模型。首先对番茄红素的提取与检测方法进行优化,然后基于7000~8000 cm^(-1)和10000~11000 cm^(-1)两个波段的光谱,建立了用于樱桃番茄中番茄红素含量预... 针对樱桃番茄中番茄红素的近红外光谱检测,采用机器学习算法建立了定性和定量分析模型。首先对番茄红素的提取与检测方法进行优化,然后基于7000~8000 cm^(-1)和10000~11000 cm^(-1)两个波段的光谱,建立了用于樱桃番茄中番茄红素含量预测的组合间隔偏最小二乘(siPLS)模型。相较于现阶段的偏最小二乘(PLS)定量模型, siPLS模型在预测准确度方面有一定的提升,其训练集相关系数R_(c)=0.8008,训练集交叉验证均方根误差E_(RMSEC)V=9.56 mg/kg,测试集相关系数R_(p)=0.8683,测试集均方根误差E_(RMSEP)=4.59 mg/kg。进一步引入回归型支持向量机(SVR)算法建立定量模型,对比分析表明,SVR模型比siPLS模型的性能更优,其R_(c)=0.9559,E_(RMSEC)=4.229 mg/kg;R_(p)=0.8959, E_(RMSEP)=8.363 mg/kg。最后,基于支持向量机(SVM)和多通道卷积神经网络(CNN)-门控循环单元(GRU)联合模型,建立了樱桃番茄中番茄红素的浓度分类模型。结果表明,相较于SVR模型,多通道CNN-GRU联合模型具有更高的定性识别准确率。 展开更多
关键词 光谱学 定性和定量分析模型 机器学习 番茄红素 樱桃番茄 组合间隔偏最小二乘
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基于SSA-KELM的输变电工程水土流失量预测研究
6
作者 雷磊 呼梦颖 +3 位作者 董子晗 师一卿 万昊 王良 《电测与仪表》 北大核心 2025年第8期189-196,共8页
针对输变电工程中水土流失量在线监测刚起步导致智能预测预警困难的问题,文中提出一种基于麻雀搜索算法和核极限学习机的输变电工程水土流失量智能预测方法。利用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化核极限学习机(kernel-ba... 针对输变电工程中水土流失量在线监测刚起步导致智能预测预警困难的问题,文中提出一种基于麻雀搜索算法和核极限学习机的输变电工程水土流失量智能预测方法。利用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化核极限学习机(kernel-based extreme learning machine,KELM)的正则化系数和核函数参数,以降雨量环境因子作为样本输入,构建SSA-KELM水土流失量预测模型。利用该预测模型对某变电站水土流失情况进行预测,并与核极限学习机和支持向量机预测方法对比。利用自主研发的现场监测系统获取水土保持监测数据,对所提预测算法进行长期测试,结果表明,基于SSA-KELM的水土流失量预测是有效的,而且比当前其他方法的预测精度更高。 展开更多
关键词 水土流失量 麻雀搜索算法 核极限学习机
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基于PSO-ELM的可植入UPQC的“源-网-荷-储”系统最优控制策略
7
作者 高波 刘川 +2 位作者 韩建 李泽文 韦宝泉 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第2期62-72,共11页
针对传统“源-网-荷-储”(source network load storage,SNLS)系统的可再生能源渗透率低及电能质量差等问题,提出了一种可植入统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)的SNLS系统最优控制方案。该方案通过基于粒子... 针对传统“源-网-荷-储”(source network load storage,SNLS)系统的可再生能源渗透率低及电能质量差等问题,提出了一种可植入统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)的SNLS系统最优控制方案。该方案通过基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的极限学习机(extreme learning machine,ELM)方法实现。在多目标优化运行方案中:第一个优化目标为最大化光伏阵列发电量;第二、三个优化目标分别为最小化负荷电压偏差和最大化网侧功率因数;第四个优化目标则为最大化变换器的利用率。由于多目标优化问题不易实时求解,提出了一种基于优化目标优先权顺序的分层优化思想,将多目标优化问题简化为若干个单目标优化问题。然后,通过将求解的所有最优解集训练为PSO-ELM代理模型,以实现所提策略的快速精确执行。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。算例表明所提策略可提升可再生能源的消纳率与系统变换器的利用率,并优化电能质量。 展开更多
关键词 统一电能质量调节器 “源-网-荷-储”系统 光伏 PSO-ELM
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不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法 被引量:5
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作者 高伟 饶俊民 +1 位作者 全圣鑫 郭谋发 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期2060-2071,共12页
针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时... 针对现有的剩余电流保护装置无法有效识别触电事故的问题,该文提出了一种不均衡小样本下多特征优化选择的生命体触电故障识别方法。首先通过变分自编码器(VAE)对实验收集到的生命体触电小样本数据进行增殖以实现正负样本均衡;然后在时域上提取能够反映波形动态变化特性的23个特征量,并利用高斯核Fisher判别分析(GKFDA)与最大信息系数(MIC)法从中选择最优表达特征组;最后,提出基于遗忘因子的在线顺序极限学习机(FOS-ELM)算法实现生命体触电行为的鉴别。实验结果表明,所提方法利用不均衡小样本触电数据集就可以训练出一个优秀的分类模型,诊断准确率可达98.75%,诊断时间仅为1.33 ms。其优良的性能结合在线增量式学习分类器设计,使得模型具备新知识学习能力,具有极好的工程应用前景。 展开更多
关键词 剩余电流保护装置 生命体触电故障 多特征优化选择 基于遗忘因子的在线顺序 极限学习机(FOS-ELM) 不均衡小样本
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基于Adaboost-INGO-HKELM的变压器故障辨识 被引量:8
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作者 谢国民 江海洋 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期94-104,共11页
针对目前变压器故障诊断准确率低的问题,提出一种多策略集成模型。首先通过等度量映射(isometric mapping, Isomap)对高维非线性不可分的变压器故障数据进行降维处理。其次,利用混合核极限学习机(hybrid kernel based extreme learning ... 针对目前变压器故障诊断准确率低的问题,提出一种多策略集成模型。首先通过等度量映射(isometric mapping, Isomap)对高维非线性不可分的变压器故障数据进行降维处理。其次,利用混合核极限学习机(hybrid kernel based extreme learning machine, HKELM)进行训练学习,考虑到HKELM模型易受参数影响,所以利用北方苍鹰优化算法(northern goshawk optimization, NGO)对其参数进行寻优。但由于NGO收敛速度较慢,易陷入局部最优,引入切比雪夫混沌映射、择优学习、自适应t分布联合策略对其进行改进。同时为了提高模型整体的准确率,通过结合Adaboost集成算法,构建Adaboost-INGO-HKELM变压器故障辨识模型。最后,将提出的Adaboost-INGO-HKELM模型与未进行降维处理的INGO-HKELM模型、Isomap-INGO-KELM模型、Adaboost-Isomap-GWO-SVM等7种模型的测试准确率进行对比。提出的Adaboost-INGO-HKELM模型的准确率可达96%,均高于其他模型,验证了该模型对变压器故障辨识具有很好的效果。 展开更多
关键词 故障诊断 油浸式变压器 Adaboost集成算法 切比雪夫混沌映射 混合核极限学习机 等度量映射
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基于ARO-MKELM的微电网攻击检测 被引量:1
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作者 吴忠强 张伟一 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期1444-1452,共9页
智能电网的复杂性和开放性使其在信息交换时更易受到网络攻击的威胁。目前大多数检测方法只关注检测攻击的存在性,不能确定受到攻击的分布式电源的具体位置,导致无法快速将被攻击的分布式电源隔离,继而造成严重的损失。提出一种基于人... 智能电网的复杂性和开放性使其在信息交换时更易受到网络攻击的威胁。目前大多数检测方法只关注检测攻击的存在性,不能确定受到攻击的分布式电源的具体位置,导致无法快速将被攻击的分布式电源隔离,继而造成严重的损失。提出一种基于人工兔群优化算法优化多核极限学习机的交流微电网虚假数据注入攻击检测方法。在传统极限学习机中引入组合核函数以提升检测模型的学习能力和泛化能力,并采用具有强全局搜索能力的人工兔群优化算法优化多核极限学习机的核函数参数及正则化系数,进一步提升检测模型的检测精度。利用非训练样本内幅值为55和95的阶跃攻击信号进行仿真验证,检测准确率范围分别达到了(93.44~94.64)%和(98.11~99.23)%,与其他检测模型进行对比分析,验证了所提方法的优越性。 展开更多
关键词 电学计量 交流微电网 虚假数据注入 人工兔群优化算法 多核极限学习机
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甘蔗收获机根部切割系统负载压力预测模型研究
11
作者 麻芳兰 罗一鸣 +3 位作者 李嘉诚 苗金泽 叶凤滋 陈彬 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期81-89,共9页
为了提高甘蔗收获机切割深度控制系统的适用范围和准确度,针对当前参考压力设定无法根据土壤参数和机车参数自动调整的问题,建立了负载压力预测模型。通过正交试验方法对负载压力与入土切割深度、喂入量、土壤含水率、土壤坚实度之间的... 为了提高甘蔗收获机切割深度控制系统的适用范围和准确度,针对当前参考压力设定无法根据土壤参数和机车参数自动调整的问题,建立了负载压力预测模型。通过正交试验方法对负载压力与入土切割深度、喂入量、土壤含水率、土壤坚实度之间的关系进行了数据采集,并将试验数据作为负载压力预测模型的训练样本和测试样本。根据训练样本建立极限学习机(ELM)和基于麻雀搜索算法优化的极限学习机(SSA-ELM)负载压力预测模型,并通过测试样本对预测模型进行性能评价。结果表明,与ELM模型相比,SSA-ELM预测模型平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差在黄壤条件下降低50.00%、44.14%和44.44%,在红壤条件下降低58.33%、56.98%和57.14%。为了检验负载压力预测模型在实际收获过程中的适用性,在试验平台上模拟蔗地遇到的各种工况,将预测模型应用于现有控制系统进行试验。结果表明,当入土切割深度为20 mm、作业速度为0.34 m/s、刀盘转速为700 r/min时,预测模型满足参考压力的设定要求,且切割深度与目标深度最大误差不大于5 mm,满足甘蔗收获生产的实际要求。 展开更多
关键词 甘蔗收获机 入土切割 负载压力 极限学习机 麻雀搜索算法 预测模型
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基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断
12
作者 戚晓利 王兆俊 +3 位作者 毛俊懿 王志文 崔德海 赵方祥 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期165-175,共11页
针对现有深度卷积神经网络对滚动轴承混合故障诊断效果不佳以及模型复杂度过高导致计算成本过大等问题,提出了一种基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断方法。该模型由RegNet-CSAM网络和ZOA-KELM分类算法组成。首先,将融合... 针对现有深度卷积神经网络对滚动轴承混合故障诊断效果不佳以及模型复杂度过高导致计算成本过大等问题,提出了一种基于RegNet-CSAM与ZOA-KELM模型的滚动轴承故障诊断方法。该模型由RegNet-CSAM网络和ZOA-KELM分类算法组成。首先,将融合了通道和空间特征的注意力机制CSAM与组卷积残差模块结合,提升该结构的表征能力,由此构建的RegNet-CSAM网络,模型复杂度为0.48GF;其次,在分类阶段将斑马优化核极限学习机(ZOA-KELM)替代原来网络中使用的Softmax函数完成最后的分类任务。滚动轴承故障诊断试验结果表明,RegNet网络对滚动轴承混合故障样本容易产生误判,CSAM的融入虽将RegNet网络的分类精度进一步提高,但是仍然存在一定程度的滚动轴承混合故障误判问题;而将ZOA-KELM替代Softmax函数后再对RegNet-CSAM网络输出特征进行分类,能够有效识别出滚动轴承的单一和混合故障,准确率达到了99.92%。所提方法对比其他网络,诊断精度最大提升5.02%,模型复杂度最大缩减32倍。 展开更多
关键词 故障诊断 滚动轴承 组卷积残差结构 注意力机制 斑马优化核极限学习机(ZOA-KELM)
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激光诱导击穿光谱对U的定量分析 被引量:5
13
作者 舒开强 许应铜 +3 位作者 高智星 樊庆文 段忆翔 林庆宇 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第2期139-144,共6页
铀矿是核领域最重要的矿产资源之一,核领域迫切需求一种能快速、有效勘探铀矿资源的分析技术,快速勘探出优质矿产资源有助于核工业平稳、健康发展。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种发射光谱元素分析技术,具备目标元素现场快速检测的优点,... 铀矿是核领域最重要的矿产资源之一,核领域迫切需求一种能快速、有效勘探铀矿资源的分析技术,快速勘探出优质矿产资源有助于核工业平稳、健康发展。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种发射光谱元素分析技术,具备目标元素现场快速检测的优点,能够实现铀矿资源快速、准确现场勘探和分析的目的。基于LIBS技术结合机器学习对铀矿中U进行定量分析。共制备12组实验样本,9组样本设置为训练集,用于模型建立和超参数优化;3组样本设置为验证集,仅用于模型验证。使用偏最小二乘(PLS)和随机森林(RF)两种算法建立定量模型,采用十折交叉验证方法对两个模型的超参数进行优化,最终采用三个验证集验证和对比两种模型的定量效果。经过超参数优化后,两个定量模型均具备良好的线性相关性和模型稳定性,其中RF定量模型的线性相关系数为0.996,而PLS定量模型的线性相关系数为0.997。在模型验证方面,RF模型对三个验证集的相对误差分别为22.33%、12.79%和12.04%;PLS模型对三个验证集的相对误差分别是4.33%、6.63%和6.85%。对比两种定量模型的验证结果,PLS模型在三个验证集上的相对误差均低于RF模型,表明PLS模型比RF模型在验证集上具有更高的定量准确度。验证结果表明与RF算法相比,PLS算法更适用于铀矿中U的LIBS定量分析。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 铀矿 定量分析 机器学习 偏最小二乘 随机森林
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基于北方苍鹰优化核极限学习机的玉米品种鉴别研究 被引量:3
14
作者 倪金 索丽敏 +1 位作者 刘海龙 赵蕊 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1584-1590,共7页
玉米作为我国种植最为广泛的农作物,其产量对于我国粮食安全具有重大意义,由于不同品种具有不同的特性,根据种植条件科学选种能够很大限度上提高产量并且降低生产成本,但不同玉米种子外观极其相似,导致科学选种工作产生了一定难度。该... 玉米作为我国种植最为广泛的农作物,其产量对于我国粮食安全具有重大意义,由于不同品种具有不同的特性,根据种植条件科学选种能够很大限度上提高产量并且降低生产成本,但不同玉米种子外观极其相似,导致科学选种工作产生了一定难度。该研究基于近红外光谱技术结合核极限学习机(KELM)针对玉米品种分类问题构建鉴别模型,利用甜糯黄玉米、甜妃、昌甜、金色超人、香甜5号五种玉米种子,每种取(13±0.5)g作为一份样品,共计126个样品作为研究对象,对采集的近红外光谱数据进行标准正态变量变换(SNV)处理后采用竞争性自适应重加权采样法(CARS)对数据集进行降维。按照5∶1的比例将样本随机分为训练集和测试集,探讨北方苍鹰优化算法(NGO)对KELM模型性能的影响。分别使用NGO算法、粒子群算法(PSO)和灰狼算法(GWO)对KELM模型的两个重要参正则化参数C和高斯核函数γ进行寻优,选择五折交叉验证识别准确率最高时对应的C和γ作为建模参数,建立KELM分类模型。将各算法寻优后建立的KELM模型性能进行对比。实验发现,通过NGO算法寻优后建立的KELM模型性能高于其他两种算法优化的KELM模型,测试集识别准确率可达100%。在CARS降维的基础上分别建立CARS-NGO-KELM、CARS-PSO-KELM和CARS-GWO-KELM模型,结果表明,在面对降维后的数据时NGO算法仍能表现较好的性能,其测试集准确率和F 1值均达到了100%。为了验证样本数量对模型的影响,使用各品种样品数量同步后的共计90个样品重新训练KELM模型。结果表明,在同步各类样品数量后,各个模型在训练集和测试集上的表现均有提升。该研究在近红外光谱的基础上引入多种优化算法构建核极限学习机模型并将识别准确率提升至100%,实现了对玉米种子快速、无损、准确的品种鉴别,研究结果为玉米品种快速鉴别提供了一种新方法,同时也对监管部门具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 近红外光谱 玉米 北方苍鹰 竞争性自适应加权采样 核极限学习机
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基于相似日聚类和PCC-VMD-SSA-KELM模型的短期光伏功率预测 被引量:9
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作者 李争 张杰 +3 位作者 徐若思 罗晓瑞 梅春晓 孙鹤旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期460-468,共9页
由于光伏发电的随机性和不稳定性会影响功率预测的精度,提出一种基于皮尔逊相关系数(PCC)、K-均值算法(K-means)、变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、核函数极限学习机(KELM)的光伏功率短期预测模型。首先,用PCC选取主要因素作为输... 由于光伏发电的随机性和不稳定性会影响功率预测的精度,提出一种基于皮尔逊相关系数(PCC)、K-均值算法(K-means)、变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、核函数极限学习机(KELM)的光伏功率短期预测模型。首先,用PCC选取主要因素作为输入;K-均值算法进行相似日聚类,将历史数据聚类为晴天、多云和雨天;其次,VMD对原始信号进行分解,充分提取集合中的输入因素信息,提高数据质量;SSA优化KELM模型的核函数参数和正则化系数解决其参数选择敏感问题;最后,将不同序列预测值叠加得到最终预测结果。仿真结果表明,所提相似日聚类下PCC-VMD-SSA-KELM模型具有较小的预测误差。 展开更多
关键词 光伏发电 功率预测 变分模态分解 K-均值 麻雀算法 核函数极限学习机
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基于反向鲸鱼-多隐层极限学习机的电网FDIA检测 被引量:4
16
作者 席磊 王艺晓 +2 位作者 何苗 程琛 田习龙 《中国电力》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-31,共12页
针对目前已有的电力信息物理系统虚假数据注入攻击检测方法由于特征表达能力有限,而导致无法精确获取受攻击位置的问题,提出一种基于反向学习鲸鱼优化多隐层极限学习机的虚假数据注入攻击定位检测方法。所提方法不仅将极限学习机拓展为... 针对目前已有的电力信息物理系统虚假数据注入攻击检测方法由于特征表达能力有限,而导致无法精确获取受攻击位置的问题,提出一种基于反向学习鲸鱼优化多隐层极限学习机的虚假数据注入攻击定位检测方法。所提方法不仅将极限学习机拓展为多隐层神经网络,解决其特征表达能力有限的问题,而且引入鲸鱼优化算法对多隐层极限学习机的各隐层神经元个数进行寻优并采用反向学习策略提高其收敛速度和检测精度,以防止随机确定各隐层神经元个数对检测方法的泛化性能和定位检测结果造成影响。通过在不同场景下对IEEE-14和57节点测试系统进行大量实验,验证了所提方法能够通过历史数据自动识别受攻击的系统状态量所对应的精确位置。与其他多种方法相比,所提方法具有更优的精度、召回率和F1值。 展开更多
关键词 电力信息物理系统 虚假数据注入攻击 多隐层极限学习机 鲸鱼优化 反向学习
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基于机器学习优化建模的GF-5影像土壤总氮量预测填图 被引量:2
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作者 刘丽琪 魏广源 周萍 《智慧农业(中英文)》 CSCD 2024年第5期61-73,共13页
[目的/意义]大范围快速检测土壤养分并实现基于GF-5影像对土壤总氮量精准填图。[方法]基于实测土壤光谱和GF-5星载高光谱数据,引入偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、反向神经网络(Back Propagation Neural Netwo... [目的/意义]大范围快速检测土壤养分并实现基于GF-5影像对土壤总氮量精准填图。[方法]基于实测土壤光谱和GF-5星载高光谱数据,引入偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、反向神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)和以核函数Poly为驱动支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的机器学习算法,构建3种土壤总氮(Total Nitrogen,TN)反演模型,并以十折交叉验证方法确定各模型的最优解。采用多元散射校正(Multiple Scattering Correction,MSC)获取的波段特征值使模型表现更佳。[结果和讨论]MSCPoly-SVM模型经测试集样本检验,其决定系数(R2)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)和相对分析误差(Residual Prediction Deviation,RPD)分别是0.863、0.203和2.147。将该模型用于星载GF-5号影像数据进行土壤总氮含量的反演填图。由填图结果可见,黑龙江省富锦市建三江垦区86.1%的土地总氮量均在2.0 g/kg以上,土地氮含量以一等地块和二等地块为主,而三等地块和四等级地块仅占总面积的11.83%。研究区内土壤氮要素储备充足,总氮高背景值主要集中在中部靠近河流两岸、呈北东东向分布。本研究土壤总氮预测成图结果与前人1∶25万地球化学插值和航空高光谱影像(Compact Airborne Spectrographic Imager,CASI)和(Shortwave Infrared Airborne Spectrographic Imager,SASI)填图效果具有很好的一致性。[结论]研究表明星载GF-5高光谱数据在土壤全氮含量监测填图和可视化分析上具有极高的潜力,本研究提出方法可为今后大范围开展定量检测土壤养分状况以及合理施肥提供技术支撑。 展开更多
关键词 GF-5高光谱数据 土壤总氮 偏最小二乘回归法 反向神经网络 多元散射校正 机器学习
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通过PO-KELM的3D NAND FLASH寿命预测方法研究
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作者 卜柯方 李杰 秦丽 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第9期74-82,共9页
随着半导体行业的快速发展,以及各种芯片国产化的趋势越来越明显,3D NAND FLASH作为当前存储器件的重要代表,其寿命预测对于保障系统可靠性至关重要。因此,通过硬件搭建现场可编程门阵列采集平台,对3D NAND FLASH进行特性分析,在不同擦... 随着半导体行业的快速发展,以及各种芯片国产化的趋势越来越明显,3D NAND FLASH作为当前存储器件的重要代表,其寿命预测对于保障系统可靠性至关重要。因此,通过硬件搭建现场可编程门阵列采集平台,对3D NAND FLASH进行特性分析,在不同擦除/写入次数下模拟FLASH可能发生的不同误码情况,分析耐久性、数据保持特性以及读、写干扰特性的变化趋势。同时提出鹦鹉优化器改进的核极限机器学习机,由于核极限学习机参数寻优困难,鹦鹉优化器通过搜索位置提高参数寻优速度和准确度。采用将已使用的循环次数作为输出结果对FLASH进行寿命预测。实验结果表明,相比其他机器学习,采用鹦鹉优化的核极限学习机预测模型精度可以达到98.5%,在提升训练速度和准确度中具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 3D NAND FLASH 现场可编程门阵列(FPGA) 机器学习 鹦鹉优化器(PO) 核极限学习机(KELM)
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基于WPT-ITTA-RELM/ELM/LSSVM模型的日径流预测研究 被引量:4
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作者 董欣林 崔东文 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期16-24,共9页
为提高日径流预测精度,验证改进足球战术算法(ITTA)寻优正则化极限学习机(RELM)、极限学习机(ELM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)超参数对日径流预测精度的影响,提出小波包分解(WPT)-ITTA-RELM/ELM/LSSVM时间序列预测模型,并通过德厚大型... 为提高日径流预测精度,验证改进足球战术算法(ITTA)寻优正则化极限学习机(RELM)、极限学习机(ELM)、最小二乘支持向量机(LSSVM)超参数对日径流预测精度的影响,提出小波包分解(WPT)-ITTA-RELM/ELM/LSSVM时间序列预测模型,并通过德厚大型水库入库日径流预测实例进行验证.首先,利用WPT分解处理日径流时序数据,以获得更具规律的子序列分量;其次,通过典型测试函数和RELM/ELM/LSSVM超参数寻优适应度函数对ITTA寻优能力进行检验,并与基本足球战术算法(TTA)、灰狼优化(GWO)算法、倭黑猩猩优化(BO)算法、黏菌算法(SMA)、鲸鱼优化算法(WOA)的优化结果作对比;最后,建立WPT-ITTA-RELM/ELM/LSSVM模型对实例日径流进行预测,并构建WPT-TTA/GWO/BO/SMA/WOA-RELM、WPT-TTA/GWO/BO/SMA/WOA-ELM、WPT-TTA/GWO/BO/SMA/WOA-LSSVM、WPT-RELM/ELM/LSSVM作对比分析模型.结果表明:对于高维和低维优化问题,ITTA寻优精度均优于TTA、GWO、BO、SMA、WOA,表明通过Levy飞行策略及平衡系数等的改进,可有效提高ITTA全局搜索性能和全局、局部平衡能力.WPT-ITTA-RELM、WPT-ITTA-ELM模型对实例日径流预测的平均绝对百分比误差(E_(MAP))分别为0.521%与0.604%,平均绝对误差(E MA)分别为0.024 m^(3)/s与0.025 m^(3)/s,纳什效率系数(E_(NS))均为0.9992,优于其他对比模型;其中WPT-ITTA-ELM模型运行时间较长,不利于大容量样本的预测研究.对于RELM/ELM超参数高维寻优,ITTA优化效果最好,SMA、TTA次之,GWO、BO、WOA优化效果较差;对于LSSVM超参数低维寻优,由于优化维度低、问题简单,ITTA等6种算法均具有较好的优化效果,但ITTA优化效果最好. 展开更多
关键词 日径流预测 极限学习机 最小二乘支持向量机 改进足球战术算法 小波包变换 超参数优化
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机构动作可靠性估计的自适应极值响应面法
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作者 文浩 侯保林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期581-589,共9页
针对存在随机-区间混合不确定性的机构动作可靠性估计问题,本文提出了一种基于自适应极值响应面的高效计算方法,将其转化为随机不确定性下的动作可靠度上下界求解问题。使用麻雀搜索算法优化的混合核极限学习机构建从混合不确定性变量... 针对存在随机-区间混合不确定性的机构动作可靠性估计问题,本文提出了一种基于自适应极值响应面的高效计算方法,将其转化为随机不确定性下的动作可靠度上下界求解问题。使用麻雀搜索算法优化的混合核极限学习机构建从混合不确定性变量到极限状态函数响应值的初始响应面和从随机变量到极限状态函数响应极值的极值响应面;利用结合主动学习与反向学习的自适应加点策略选取极限状态曲面附近的样本点更新极值响应面以提高其精度与效率;最后结合极值响应面和蒙特卡罗仿真算得到动作可靠度上下界的近似解。通过数值案例和回转链式输送机的工程案例对所提自适应极值响应面方法的高效性与准确性进行了验证,为随机-区间混合不确定性下的机构动作可靠性估计提供了一种参考。 展开更多
关键词 动作可靠性 混合不确定性 极值响应面 自适应加点策略 混合核极限学习机 麻雀搜索算法 主动学习 反向学习
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