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Research on Short-Term Electric Load Forecasting Using IWOA CNN-BiLSTM-TPA Model
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作者 MEI Tong-da SI Zhan-jun ZHANG Ying-xue 《印刷与数字媒体技术研究》 北大核心 2025年第1期179-187,共9页
Load forecasting is of great significance to the development of new power systems.With the advancement of smart grids,the integration and distribution of distributed renewable energy sources and power electronics devi... Load forecasting is of great significance to the development of new power systems.With the advancement of smart grids,the integration and distribution of distributed renewable energy sources and power electronics devices have made power load data increasingly complex and volatile.This places higher demands on the prediction and analysis of power loads.In order to improve the prediction accuracy of short-term power load,a CNN-BiLSTMTPA short-term power prediction model based on the Improved Whale Optimization Algorithm(IWOA)with mixed strategies was proposed.Firstly,the model combined the Convolutional Neural Network(CNN)with the Bidirectional Long Short-Term Memory Network(BiLSTM)to fully extract the spatio-temporal characteristics of the load data itself.Then,the Temporal Pattern Attention(TPA)mechanism was introduced into the CNN-BiLSTM model to automatically assign corresponding weights to the hidden states of the BiLSTM.This allowed the model to differentiate the importance of load sequences at different time intervals.At the same time,in order to solve the problem of the difficulties of selecting the parameters of the temporal model,and the poor global search ability of the whale algorithm,which is easy to fall into the local optimization,the whale algorithm(IWOA)was optimized by using the hybrid strategy of Tent chaos mapping and Levy flight strategy,so as to better search the parameters of the model.In this experiment,the real load data of a region in Zhejiang was taken as an example to analyze,and the prediction accuracy(R2)of the proposed method reached 98.83%.Compared with the prediction models such as BP,WOA-CNN-BiLSTM,SSA-CNN-BiLSTM,CNN-BiGRU-Attention,etc.,the experimental results showed that the model proposed in this study has a higher prediction accuracy. 展开更多
关键词 Whale Optimization algorithm Convolutional Neural Network long short-term memory Temporal Pattern Attention Power load forecasting
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基于MC2DCNN-LSTM模型的齿轮箱全故障分类识别模型
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作者 陈蓉 王磊 《机电工程》 北大核心 2025年第2期287-297,共11页
针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识... 针对轧机齿轮箱结构复杂、故障信号识别困难、故障部位分类不清等难题,提出了一种基于多通道二维卷积神经网络(MC2DCNN)与长短期记忆神经网络(LSTM)特征融合的故障诊断方法。首先,设计了一种三通道混合编码的二维样本结构,以达到故障识别与分类目的,对齿轮箱典型故障进行了自适应分类;其次,该模型将齿轮箱的垂直、水平和轴向三个方向的振动信号融合构造输入样本,结合了二维卷积神经网络与长短时记忆神经网络的优势,设计了与之对应的二维卷积神经网络结构,其相较于传统的单通道信号包含了更多的状态信息;最后,分析了轧制过程数据和已有实验数据,对齿轮故障和齿轮箱全故障进行了特征识别和分类,验证了该模型的准确率。研究结果表明:模型对齿轮箱齿面磨损、齿根裂纹、断齿以及齿面点蚀等典型故障识别的平均准确率达到95.9%,最高准确率为98.6%;相较于单通道信号,多通道信号混合编码方式构造的分类样本极大地提升了神经网络分类的准确性,解调出了更丰富的故障信息。根据轧制过程中的运行数据和实验台数据,验证了该智能诊断方法较传统方法在分类和识别准确率上更具优势,为该方法的工程应用提供了理论基础。 展开更多
关键词 高精度轧机齿轮箱 智能故障诊断 多通道二维卷积神经网络 长短期记忆神经网络 数据分类
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基于小波降噪与WOA⁃Bi⁃LSTM的短时交通流预测
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作者 贾现广 苏治文 +1 位作者 冯超琴 吕英英 《现代电子技术》 北大核心 2025年第14期77-84,共8页
交通流数据中异常数据波动作为噪声,会对模型训练收敛以及预测精度产生不利影响。为解决该问题,引入两种不同阈值函数的小波阈值去噪方法对交通流数据进行降噪处理,将小波阈值去噪(WD)、鲸鱼优化算法(WOA)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM... 交通流数据中异常数据波动作为噪声,会对模型训练收敛以及预测精度产生不利影响。为解决该问题,引入两种不同阈值函数的小波阈值去噪方法对交通流数据进行降噪处理,将小波阈值去噪(WD)、鲸鱼优化算法(WOA)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)相结合,提出一种WD-WOA-Bi-LSTM方法。首先,将两种方法降噪后的交通流数据进行对比,并将降噪效果更好的数据进行归一化处理、数据集划分以及数据维度转换;然后,通过WOA对Bi-LSTM部分超参数进行寻优,迭代至最优适应度的超参数组合,并用于构建Bi-LSTM;最后,应用英格兰公路交通流数据验证所提模型。结果表明:WDWOA-Bi-LSTM方法相较WOA-Bi-LSTM和WD-Bi-LSTM,RMSE降低12.5004%和3.9789%;MAE降低21.7350%和4.7225%;MAPE降低38.5647%和10.8652%。该模型相比其他模型评价指标均为最低,具有较高的预测精度,可以为高精度的短时交通流预测提供参考。 展开更多
关键词 智能交通 短时交通流预测 小波阈值去噪 鲸鱼优化算法 双向长短期记忆网络 深度学习 超参数寻优
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基于多头LSTM模型的南疆枣树土壤墒情预测 被引量:1
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作者 杨轶航 吕德生 +4 位作者 刘宁宁 王振华 李淼 张金珠 王东旺 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期207-217,共11页
在南疆枣业生产中,准确预测土壤墒情对于优化作物种植质量和制定灌溉计划至关重要。通过建立高精度的土壤墒情预测模型,为南疆枣树的灌溉管理提供了科学依据。基于2021和2022年的全生育期枣树在20、40、60、80 cm土层的土壤墒情数据、... 在南疆枣业生产中,准确预测土壤墒情对于优化作物种植质量和制定灌溉计划至关重要。通过建立高精度的土壤墒情预测模型,为南疆枣树的灌溉管理提供了科学依据。基于2021和2022年的全生育期枣树在20、40、60、80 cm土层的土壤墒情数据、气象数据以及灌溉水量等小时级数据集,采用长短期记忆神经网络(LSTM)模型对各土层土壤墒情进行多步预测。引入了由4个单一LSTM模型组成的多头LSTM模型,旨在扩大预测范围并提高预测精度,并采用k折交叉验证结合麻雀搜索算法(SSA)对每个单一LSTM模型进行超参数调优,以提升模型的泛化能力和准确性。对各单一模型的输出进行加权平均,获得最终的预测结果。结果表明:在4个土层墒情均值数据集上,多头LSTM模型对未来1、12、24、48 h的土壤墒情预测的决定系数(R^(2))分别提升至0.951、0.932、0.870、0.815;多头LSTM模型可有效提升枣树土壤墒情的中长期预测精度,特别是在24和48 h的预测中,改进效果尤为明显,这为枣树的精细化灌溉管理提供了有力支持,可帮助农民更有效地利用水资源,减少浪费。 展开更多
关键词 土壤墒情预测 多头lstm 麻雀搜索算法 k折交叉验证 南疆滴灌骏枣
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基于自适应VMD-LSTM的超短期风电功率预测 被引量:4
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作者 王迪 傅晓锦 杜诗琪 《南京信息工程大学学报》 北大核心 2025年第1期74-87,共14页
针对风电功率波动性较强和预测精度较低的问题,提出一种改进蜣螂优化算法(Logistic-T-Dung Beetle Optimizer,LTDBO)优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)参数和LTDBO算法优化长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,L... 针对风电功率波动性较强和预测精度较低的问题,提出一种改进蜣螂优化算法(Logistic-T-Dung Beetle Optimizer,LTDBO)优化变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)参数和LTDBO算法优化长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)超参数的混合短期风电功率预测模型.首先以平均包络谱峭度作为适应度函数,利用LTDBO算法对VMD分解层数和惩罚因子进行寻优,然后使用VMD对数据清洗后的风电序列进行分解,得到不同频率的平稳的固有模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),并将各IMF输入由LTDBO进行超参数寻优的LSTM进行预测,最后将各IMF预测值进行叠加重构,得到最终结果.实验结果表明:LTDBO算法可以找到VMD和LSTM的最优超参数组合,LTDBO-VMD-LTDBO-LSTM组合模型在风电功率预测领域具有较好的预测精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 风电功率 蜣螂优化算法 变分模态分解 长短期记忆网络 数据清洗
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Navigation jamming signal recognition based on long short-term memory neural networks 被引量:3
6
作者 FU Dong LI Xiangjun +2 位作者 MOU Weihua MA Ming OU Gang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2022年第4期835-844,共10页
This paper introduces the time-frequency analyzed long short-term memory(TF-LSTM) neural network method for jamming signal recognition over the Global Navigation Satellite System(GNSS) receiver. The method introduces ... This paper introduces the time-frequency analyzed long short-term memory(TF-LSTM) neural network method for jamming signal recognition over the Global Navigation Satellite System(GNSS) receiver. The method introduces the long shortterm memory(LSTM) neural network into the recognition algorithm and combines the time-frequency(TF) analysis for signal preprocessing. Five kinds of navigation jamming signals including white Gaussian noise(WGN), pulse jamming, sweep jamming, audio jamming, and spread spectrum jamming are used as input for training and recognition. Since the signal parameters and quantity are unknown in the actual scenario, this work builds a data set containing multiple kinds and parameters jamming to train the TF-LSTM. The performance of this method is evaluated by simulations and experiments. The method has higher recognition accuracy and better robustness than the existing methods, such as LSTM and the convolutional neural network(CNN). 展开更多
关键词 satellite navigation jamming recognition time-frequency(TF)analysis long short-term memory(lstm)
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Track correlation algorithm based on CNN-LSTM for swarm targets
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作者 CHEN Jinyang WANG Xuhua CHEN Xian 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE CSCD 2024年第2期417-429,共13页
The rapid development of unmanned aerial vehicle(UAV) swarm, a new type of aerial threat target, has brought great pressure to the air defense early warning system. At present, most of the track correlation algorithms... The rapid development of unmanned aerial vehicle(UAV) swarm, a new type of aerial threat target, has brought great pressure to the air defense early warning system. At present, most of the track correlation algorithms only use part of the target location, speed, and other information for correlation.In this paper, the artificial neural network method is used to establish the corresponding intelligent track correlation model and method according to the characteristics of swarm targets.Precisely, a route correlation method based on convolutional neural networks (CNN) and long short-term memory (LSTM)Neural network is designed. In this model, the CNN is used to extract the formation characteristics of UAV swarm and the spatial position characteristics of single UAV track in the formation,while the LSTM is used to extract the time characteristics of UAV swarm. Experimental results show that compared with the traditional algorithms, the algorithm based on CNN-LSTM neural network can make full use of multiple feature information of the target, and has better robustness and accuracy for swarm targets. 展开更多
关键词 track correlation correlation accuracy rate swarm target convolutional neural network(CNN) long short-term memory(lstm)neural network
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基于BO-LSTM的排露沟流域气象水文演变分析及径流预测模型建立 被引量:1
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作者 康永德 陈佩 +3 位作者 许尔文 任小凤 敬文茂 张娟 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
【目的】为揭示祁连山排露沟流域水文情势演变特征,并且为流域未来的水资源管理和优化配置提供依据和参考【方法】根据祁连山野外观测站2000—2019年实测径流和水文资料,采用线性趋势法、Pettitt检验、小波分析等方法,开展了降水与气温... 【目的】为揭示祁连山排露沟流域水文情势演变特征,并且为流域未来的水资源管理和优化配置提供依据和参考【方法】根据祁连山野外观测站2000—2019年实测径流和水文资料,采用线性趋势法、Pettitt检验、小波分析等方法,开展了降水与气温对径流量变化的影响,并建立了BO-LSTM排露沟流域径流预测模型。【结果】结果显示:(1)2000—2019年排露沟流域降水、气温和径流呈现两段式的上升趋势,分界点在2010年,降水和径流,第一阶段上升趋势均高于第二阶段,斜率依次为10.74、3.16;气温则相反,第二阶段高于第一阶段,斜率为0.11。并且降水、气温和径流的MK突变检验z值均大于0。(2)降水量在5—10月对径流量变化的贡献率较大;而气温在12月—次年4月对径流变化的贡献率大。(3)排露沟流域气温主要有3 a、14 a两个主周期,其中第一主周期为14 a;径流存在19 a、9 a和3 a三个主周期,其中第一主周期为19 a;降水主要存在4 a、11 a两个主周期,第一主周期为11 a。(4)BO-LSTM排露沟径流预测模型,精度R 2为0.63,均方根误差为14047 m 3,模型在径流量较小月份的预测精度大于径流量较大的月份。【结论】近20年来排露沟流域的降水、气温及径流均呈上升趋势;排露沟流域径流、降水及气温均存在明显的周期性;气温和降水是影响排露沟流域径流的重要因素;径流预测模型可以适用于排露沟流域。上述研究结果为祁连山水资源效应研究和内陆河流域水资源预测提供科学支撑。 展开更多
关键词 水文 水资源 径流演变 排露沟流域 径流预测 神经网络 lstm(long short-term memory)模型 贝叶斯优化算法
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基于差分处理的EMD-LSTM短时空中交通流量预测
9
作者 周睿 邱爽 +2 位作者 孟双杰 李明 张强 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期842-849,共8页
随着中国民航的飞速发展,终端区空中交通流量与日俱增,短时空中交通流量预测对于精准实施空中交通流量管理具有重要意义。为提高短时空中交通流量预测的准确性,提出了基于数据差分处理(data differential processing)的经验模态分解(emp... 随着中国民航的飞速发展,终端区空中交通流量与日俱增,短时空中交通流量预测对于精准实施空中交通流量管理具有重要意义。为提高短时空中交通流量预测的准确性,提出了基于数据差分处理(data differential processing)的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和长短期记忆(long short-term memory,LSTM)相结合的短时空中交通流量预测模型。首先,该模型对短时空中交通流量序列进行经验模态分解;其次,为了提高预测精度,运用数据差分对时间序列进行平稳化处理;最后,将平稳处理后的序列分别输入LSTM网络模型进行预测,经过数据重构,得到最终的短时流量预测值。利用郑州新郑国际机场数据进行了实验验证,结果表明,该模型预测精度和拟合程度的典型指标RSME、MAE、R^(2)分别为0.29%,0.08%、96.40%,相较于其他方法,预测精度大幅度提高,可以为短时空中交通流量预测提供有益参考。 展开更多
关键词 空中交通流量管理 短时空中交通流量预测 经验模态分解(empirical mode decomposition EMD) 数据差分处理(data differential processing) 长短期记忆(long short-term memory lstm)
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变模态分解下SSA-LSTM组合的锂离子电池剩余使用寿命预测方法 被引量:2
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作者 李嘉波 王志璇 +1 位作者 田迪 孙中麟 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第2期659-670,共12页
锂离子电池在电动汽车、可再生能源等领域广泛应用,对其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)进行精确预测,能够实时把握电池的内在性能退化状态,降低电池使用风险。本工作提出了一种基于变模态分解(variational mode decomposition... 锂离子电池在电动汽车、可再生能源等领域广泛应用,对其剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)进行精确预测,能够实时把握电池的内在性能退化状态,降低电池使用风险。本工作提出了一种基于变模态分解(variational mode decomposition,VMD)、麻雀优化算法(sparrow search algorithm,SSA)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的组合预测算法对锂离子电池剩余寿命进行预测。首先,基于锂离子电池电流、电压以及温度曲线,提取等压差充电时间、等压差充电能量、放电温度峰值和恒流充电时间作为预测RUL的间接健康因子。其次,采用变模态分解法分解容量以避免容量回升的局部波动和测试噪声对RUL预测结果造成干扰。针对传统LSTM模型超参数设置易受到经验和随机性的影响,提出了麻雀优化算法对LSTM模型参数进行优化,以提升模型的预测能力。最后,应用NASA和CALCE数据集,将所提模型与其他模型进行对比。实验结果表明,锂离子电池RUL预测均方根误差控制在2%以内,所提方法具有较高的预测性能。 展开更多
关键词 锂离子电池 剩余使用寿命 变模态分解 麻雀优化算法 长短期记忆网络
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融合节假日及天气特征的VMD-SSA-LSTM的高铁站出租车需求预测
11
作者 徐志君 刘曦 +3 位作者 郭媛 王宝锋 吴雅倩 桂小林 《计算机应用》 北大核心 2025年第S1期121-126,共6页
针对高铁站出租车供需失衡的问题,为了快速疏散高铁站旅客,并最大限度地减少旅客和司机的等待时间,提升旅客出行体验,提出一种融合节假日及天气特征的VMD-SSA-LSTM模型预测高铁站出租车需求量。首先,使用变分模态分解(VMD)分解时间序列... 针对高铁站出租车供需失衡的问题,为了快速疏散高铁站旅客,并最大限度地减少旅客和司机的等待时间,提升旅客出行体验,提出一种融合节假日及天气特征的VMD-SSA-LSTM模型预测高铁站出租车需求量。首先,使用变分模态分解(VMD)分解时间序列数据,以解决高铁站客流量不平稳的问题;其次,利用麻雀搜索算法(SSA)简化长短期记忆(LSTM)网络参数的选择过程;最后,结合多种环境特征预测某高铁站的出租车需求。人工采集该高铁站出租车需求的时间序列数据以及天气和节假日等特征后的实验结果表明,构建的融合多种特征的VMD-SSA-LSTM模型的平均绝对误差(MAE)为0.920 3、均方根误差(RMSE)为1.289 5、平均绝对百分比误差(MAPE)为0.187 6%,而拟合优度(R2)为0.991 0,显示所提模型适用于铁路枢纽的出租车需求量短时预测。 展开更多
关键词 出租车需求预测 长短期记忆网络 变分模态分解 麻雀搜索算法
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基于LSTM和可分离自注意力机制的伪随机数生成器
12
作者 邓伊琳 余发江 《计算机应用》 北大核心 2025年第9期2893-2901,共9页
针对生成对抗网络(GAN)生成伪随机数的质量不高和生成速度较慢的问题,提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络和可分离自注意力(SA)机制的模型LSA-WGAN-GP(Wasserstein GAN with Gradient Penalty based on LSTM and separable SA)。该模型... 针对生成对抗网络(GAN)生成伪随机数的质量不高和生成速度较慢的问题,提出一种基于长短时记忆(LSTM)网络和可分离自注意力(SA)机制的模型LSA-WGAN-GP(Wasserstein GAN with Gradient Penalty based on LSTM and separable SA)。该模型通过将数据从一维扩展为二维,改进数据的表示方式,从而提取更深层次的特征。并且,创新性地提出LSA(LSTM and separable Self-Attention)模块,以融合LSTM和SA机制,从而显著提升伪随机数的不可回溯性和不可预测性。此外,通过精简网络结构有效减小模型参数量,并提高生成速度。实验结果表明,LSAWGAN-GP生成的伪随机数可以100%通过NIST(National Institute of Standards and Technology)测试;与WGAN-GP(Wasserstein GAN with Gradient Penalty)和GAN相比,LSA-WGAN-GP在频率和全局通用测试项的P值和通过率上均有提升;在伪随机数生成速度上,LSA-WGAN-GP比WGAN-GP和GAN分别提升了164%和976%。可见,LSA-WGANGP在保证生成的伪随机数质量的同时,减少了模型的参数量,并提高了生成伪随机数的速度。 展开更多
关键词 伪随机数生成 生成对抗网络 长短时记忆网络 可分离自注意力机制 人工智能
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基于WOA-IGWO-LSTM的作业车间实时调度
13
作者 郑华丽 魏光艳 +2 位作者 孙东 王明君 叶春明 《机床与液压》 北大核心 2025年第2期54-63,共10页
针对作业车间实时调度问题,基于长短期记忆(LSTM)神经网络,提出WOA-IGWO-LSTM算法。根据调度问题和算法设计三元样本数据结构,以性能指标和生产系统状态属性作为输入特征,输出当前决策点的最佳调度规则。利用鲸鱼优化算法(WOA)对输入特... 针对作业车间实时调度问题,基于长短期记忆(LSTM)神经网络,提出WOA-IGWO-LSTM算法。根据调度问题和算法设计三元样本数据结构,以性能指标和生产系统状态属性作为输入特征,输出当前决策点的最佳调度规则。利用鲸鱼优化算法(WOA)对输入特征进行降维,以提高模型泛化能力和准确性。引入非线性收敛因子设计一种改进灰狼算法(IGWO)用于调节LSTM参数,提高算法实用性。最后,通过对比试验验证了WOA、IGWO以及WOA-IGWO-LSTM的有效性,并利用工业案例数据验证了WOA-IGWO-LSTM对于解决作业车间实时调度问题的有效性和可行性。 展开更多
关键词 长短期记忆(lstm)神经网络 鲸鱼优化算法(WOA) 改进灰狼算法 作业车间实时调度
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基于INGO-CSA-LSTMN的变转速齿轮故障智能识别方法
14
作者 陈向民 李博 +3 位作者 张亢 姚鹏 李泳辉 雷瀚霖 《动力工程学报》 北大核心 2025年第6期913-923,共11页
为提高齿轮在变转速工况下的故障识别效率和准确率,提出了一种基于改进北方苍鹰优化(improved northern goshawk optimization,INGO)算法优化卷积自注意力长短期记忆网络(convolutional self-attention long short-term memory network,... 为提高齿轮在变转速工况下的故障识别效率和准确率,提出了一种基于改进北方苍鹰优化(improved northern goshawk optimization,INGO)算法优化卷积自注意力长短期记忆网络(convolutional self-attention long short-term memory network,CSA-LSTMN)的变转速齿轮故障智能识别方法,即INGO-CSA-LSTMN。针对传统北方苍鹰优化算法训练时间过长和容易陷入局部最优的问题,引入正弦脉冲调制混沌映射和随机莱维飞行策略,提出一种INGO算法,并将其应用于所构建的CSA-LSTMN模型的关键参数寻优,以提高该模型的稳定性及训练效率。通过测试函数的检验表明:INGO算法具有更快的收敛速度,可更准确地找到最优解。通过2种不同试验台齿轮数据集的分析表明:相较于其他常用网络模型,INGO-CSA-LSTMN模型对于不同工况下的齿轮故障具有更高的识别精度,准确率均在99.9%以上。 展开更多
关键词 变转速工况 齿轮 北方苍鹰优化算法 卷积自注意力长短期记忆网 智能诊断
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基于WAA-LSTM模型的锚索预应力长期损失预测研究
15
作者 张焕雄 张成良 +3 位作者 王良成 武益民 庞鑫 万道春 《黄金科学技术》 北大核心 2025年第3期565-578,共14页
针对边坡锚索预应力长期损失预测中传统理论模型因线性化假设导致的动态扰动适应性不足的问题,提出了一种基于加权平均优化算法优化长短期记忆网络的WAA-LSTM集成预测模型。以露天矿边坡锚索预应力监测样本数据为基础,结合LSTM时序建模... 针对边坡锚索预应力长期损失预测中传统理论模型因线性化假设导致的动态扰动适应性不足的问题,提出了一种基于加权平均优化算法优化长短期记忆网络的WAA-LSTM集成预测模型。以露天矿边坡锚索预应力监测样本数据为基础,结合LSTM时序建模与WAA超参数优化构建WAA-LSTM集成预测模型,为验证其效果,将该模型与其他模型进行对比,并在此基础上利用该模型构建递归预测框架,预测后续2个月的未知锚索预应力。研究结果表明:相较于传统模型(LSTM、BP神经网络、PSO-LSTM)和H-2K蠕变理论模型,WAA-LSTM模型的预测结果在MAE、MAPE、RMSE和R^(2)等指标上均表现最优。其中,MAE较LSTM模型平均降低了51.1%,RMSE较PSO-LSTM模型平均降低了35.6%,R^(2)最高可达0.9847,说明WAA-LSTM模型对极端偏差具有更强的控制能力,能够很好地解释和拟合锚索预应力的长期变化规律。同时,构建的递归预测结果显示,后续2个月预应力波动幅度稳定,符合锚索时效损伤与外部扰动耦合机理。研究表明,WAA-LSTM模型预测结果与实际结果相吻合,与同类方法相比,其准确性和工程适用性更好。研究结果可为露天矿边坡锚索预应力长期损失预测提供参考。 展开更多
关键词 露天矿边坡 锚索预应力损失 人工智能 时序预测 长短期记忆网络 加权平均优化算法 蠕变耦合理论
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基于PSO-LSTM预测的农田智能灌溉系统设计 被引量:1
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作者 程舜 曹兵 《农业工程》 2025年第3期126-133,共8页
对基于长短期记忆网络(LSTM)预测的农田智能灌溉系统进行研究,提出基于PSO-LSTM的农田智能灌溉系统。以华北平原农作物种植区作为研究区,提取小麦灌溉日需水量相关样本数据构建数据集,同时对农田智能灌溉系统软硬件进行设计,并对提出的... 对基于长短期记忆网络(LSTM)预测的农田智能灌溉系统进行研究,提出基于PSO-LSTM的农田智能灌溉系统。以华北平原农作物种植区作为研究区,提取小麦灌溉日需水量相关样本数据构建数据集,同时对农田智能灌溉系统软硬件进行设计,并对提出的预测模型进行试验测试。结果表明,在小麦播种后到拔节前,基于PSO-LSTM的农田灌溉需水量预测模型的预测值曲线与实际需水量曲线几乎完全贴合,最大误差值0.01 mm/d、最小误差值0 mm/d;在抽穗到成熟期阶段模型预测值曲线十分逼近实际需水量曲线,最大误差值0.21 mm/d、最小误差值0 mm/d,MAE、MSE、RMSE和MAPE评价指标值分别为0.0511、0.0067、0.024和0.0103,与基于LSTM的预测模型相比,综合性能明显得到提高,预测精度更高,可以用于农田智能灌溉系统,为推动农业智能化发展提供参考。 展开更多
关键词 长短期记忆网络 粒子群优化算法 农田智能灌溉 预测模型
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基于LSTM下新能源拖拉机电池健康状态预测研究
17
作者 沈晨普 李辉 刘进福 《农机使用与维修》 2025年第9期1-8,共8页
新能源拖拉机动力电池健康状态直接影响作业效率和使用寿命,准确预测电池SOH对于提高电池管理系统性能、优化电池维护策略以及保障农业生产稳定性具有重要意义。本文基于灰色关联度分析对提取的特征和电池容量退化之间的相关性进行分析... 新能源拖拉机动力电池健康状态直接影响作业效率和使用寿命,准确预测电池SOH对于提高电池管理系统性能、优化电池维护策略以及保障农业生产稳定性具有重要意义。本文基于灰色关联度分析对提取的特征和电池容量退化之间的相关性进行分析并排序,筛选出充电温度最大的时间和放电温度最大值等8个相关性较高的特征,然后构建长短时记忆网络预测模型,利用数据预处理技术优化数据质量,并基于LSTM深度学习模型进行SOH预测。试验结果表明,该方法相比传统的支持向量回归和随机森林方法,具有更高的预测精度和泛化能力。本研究为新能源农业装备的电池健康管理提供了一种高效、智能的预测手段,旨在进一步提升农业生产的智能化水平和能源利用效率。 展开更多
关键词 新能源拖拉机 电池健康状态 长短时记忆网络 预测模型 农业智能化
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基于K均值聚类算法和LSTM神经网络的管道腐蚀阶段预测方法 被引量:6
18
作者 王新颖 刘岚 +2 位作者 陈海群 胡磊磊 谢逢豪 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期84-89,共6页
针对声发射检测获得的管道腐蚀信号,提出了一种基于K均值(K-means)聚类算法和长短期记忆(LSTM)神经网络的管道腐蚀阶段预测方法。首先,利用K-means聚类算法将腐蚀信号分类,再构建LSTM神经网络模型,并采取了无监督学习的方式,以声发射波... 针对声发射检测获得的管道腐蚀信号,提出了一种基于K均值(K-means)聚类算法和长短期记忆(LSTM)神经网络的管道腐蚀阶段预测方法。首先,利用K-means聚类算法将腐蚀信号分类,再构建LSTM神经网络模型,并采取了无监督学习的方式,以声发射波形为出发点,对模型进行参数优化,最后进行管道腐蚀阶段预测,并根据评价指标对模型进行评价。研究表明:对LSTM神经网络模型适当增加隐藏层,可以使得模型更加稳定,鲁棒性更好;与现有故障诊断模型相比,LSTM神经网络模型的精度更高。 展开更多
关键词 声发射无损检测 腐蚀阶段预测 K-MEANS聚类算法 长短期记忆(lstm)神经网络 鲁棒性
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基于VMD-SSA-LSTM考虑刀具磨损的数控铣床切削功率预测模型研究 被引量:4
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作者 王秋莲 欧桂雄 +3 位作者 徐雪娇 刘锦荣 马国红 邓红标 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1052-1063,共12页
传统的切削过程功率获取需要基于复杂的切削功率模型且很少考虑刀具磨损的影响,针对此设计了一种基于变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、长短时记忆(LSTM)神经网络的考虑刀具磨损的数控铣床切削功率预测模型,该模型无需解构数控铣... 传统的切削过程功率获取需要基于复杂的切削功率模型且很少考虑刀具磨损的影响,针对此设计了一种基于变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、长短时记忆(LSTM)神经网络的考虑刀具磨损的数控铣床切削功率预测模型,该模型无需解构数控铣床运行过程的能耗机理,基于一次性的历史实验数据即可实现数控铣床切削过程功率的高精度预测。首先,采用人工智能机器视觉技术对刀具磨损图片进行分析处理,获取刀具磨损图像的数字化特征,从而得到刀具最大磨损量;然后,建立基于VMD-SSA-LSTM考虑刀具磨损的数控铣床切削功率预测模型,利用VMD对数控铣床运行数据进行分解,采用SSA算法对LSTM神经网络超参数进行寻优,并将分解出的铣床运行数据分量输入到LSTM神经网络中,接着将每个分量的预测值相加,得到切削功率预测值;最后以面铣加工为例,将所提出的预测模型与BP神经网络、LSTM神经网络和传统模型进行对比分析,验证了所提模型的有效性和优越性。 展开更多
关键词 切削过程功率 刀具磨损 麻雀搜索算法 长短时记忆神经网络 变分模态分解 计算机视觉技术
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基于VMD-SSA-LSTM的架空输电导线覆冰预测模型 被引量:3
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作者 陈彬 徐志明 +4 位作者 贾燕峰 丁锐鑫 张少峰 李飚 王佳琳 《三峡大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期105-112,共8页
针对输电导线覆冰过程间断性强且波动性大而导致的现有模型预测精度不高的问题,从覆冰厚度数据的时序信息和气象信息出发,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)... 针对输电导线覆冰过程间断性强且波动性大而导致的现有模型预测精度不高的问题,从覆冰厚度数据的时序信息和气象信息出发,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)优化长短期记忆网络(long short-term memory network,LSTM)的覆冰组合预测模型.该方法首先使用VMD分解覆冰厚度数据,降低了原始序列的不稳定性,得到具有不同中心频率的本征模态分量;其次,采用SSA算法对LSTM中的3个参数进行寻优;最后,对模态分量分别建立LSTM预测模型,将各个模态分量的预测值叠加为覆冰厚度的总预测值.通过实例仿真,对所提预测模型进行验证.结果表明:VMD-SSA-LSTM组合模型与其他模型相比,其预测精度有进一步提高,验证了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 输电导线 覆冰预测 变分模态分解 麻雀搜索算法 长短期记忆网络
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