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Auto recognition of carbonate microfacies based on an improved back propagation neural network
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作者 王玉玺 刘波 +4 位作者 高计县 张学丰 李顺利 刘建强 田泽普 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第9期3521-3535,共15页
Though traditional methods could recognize some facies, e.g. lagoon facies, backshoal facies and foreshoal facies, they couldn't recognize reef facies and shoal facies well. To solve this problem, back propagation... Though traditional methods could recognize some facies, e.g. lagoon facies, backshoal facies and foreshoal facies, they couldn't recognize reef facies and shoal facies well. To solve this problem, back propagation neural network(BP-ANN) and an improved BP-ANN with better stability and suitability, optimized by a particle swarm optimizer(PSO) algorithm(PSO-BP-ANN) were proposed to solve the microfacies' auto discrimination of M formation from the R oil field in Iraq. Fourteen wells with complete core, borehole and log data were chosen as the standard wells and 120 microfacies samples were inferred from these 14 wells. Besides, the average value of gamma, neutron and density logs as well as the sum of squares of deviations of gamma were extracted as key parameters to build log facies(facies from log measurements)-microfacies transforming model. The total 120 log facies samples were divided into 12 kinds of log facies and 6 kinds of microfacies, e.g. lagoon bioclasts micrite limestone microfacies, shoal bioclasts grainstone microfacies, backshoal bioclasts packstone microfacies, foreshoal bioclasts micrite limestone microfacies, shallow continental micrite limestone microfacies and reef limestone microfacies. Furthermore, 68 samples of these 120 log facies samples were chosen as training samples and another 52 samples were gotten as testing samples to test the predicting ability of the discrimination template. Compared with conventional methods, like Bayes stepwise discrimination, both the BP-ANN and PSO-BP-ANN can integrate more log details with a correct rate higher than 85%. Furthermore, PSO-BP-ANN has more simple structure, smaller amount of weight and threshold and less iteration time. 展开更多
关键词 carbonate microfacies quantitative recognition bayes stepwise discrimination backward propagation neural network particle swarm optimizer
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APSO-BPNN模型在滨海环境中铁质材料腐蚀速率预测中的应用
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作者 杨彪 肖佳 +2 位作者 欧阳晨 朱金晨 闫莹 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期72-79,共8页
针对滨海复杂环境中铁质材料腐蚀速率预测的问题,利用自适应粒子群优化(APSO)算法对反向传播神经网络(BPNN)中的权重和阈值进行优化,构建了一种APSO-BPNN模型,以提高铁质材料在滨海环境中腐蚀速率预测的准确性。基于暴露试验数据,对比了... 针对滨海复杂环境中铁质材料腐蚀速率预测的问题,利用自适应粒子群优化(APSO)算法对反向传播神经网络(BPNN)中的权重和阈值进行优化,构建了一种APSO-BPNN模型,以提高铁质材料在滨海环境中腐蚀速率预测的准确性。基于暴露试验数据,对比了APSO-BPNN模型与传统BPNN模型的预测效果。结果表明:APSO-BPNN模型在训练集上的决定系数R_(2)提高了23.65%,其在测试集上的R2达到0.9258,平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)和均方根误差(RMSE)分别下降至11.55、22.26%和14.43。 展开更多
关键词 铁质材料 自适应粒子群优化(APSO)算法 反向传播神经网络(BPNN) 腐蚀速率 预测模型
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基于小波包分解和神经网络集成群的滚动轴承故障诊断 被引量:1
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作者 柴立平 孟壮壮 +1 位作者 石海峡 李强 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期447-454,共8页
文章提出一种将多个神经网络相结合的神经网络集成群算法进行滚动轴承故障诊断。首先对原始振动信号进行小波包变换,分别采用小波包能量和小波包样本熵作为特征向量;其次采用多个粒子群优化反向传播(particle swarm optimization-back p... 文章提出一种将多个神经网络相结合的神经网络集成群算法进行滚动轴承故障诊断。首先对原始振动信号进行小波包变换,分别采用小波包能量和小波包样本熵作为特征向量;其次采用多个粒子群优化反向传播(particle swarm optimization-back propagation,PSO-BP)神经网络分别对轴承进行故障诊断,比较分析小波包能量和小波包样本熵作为特征向量的适配程度;再以多个神经网络作为神经网络集成群的基础子网络,通过统计耦合、输出耦合和统计输出耦合形成神经网络集成群的二级网络;最后通过最终统计耦合输出神经网络集成群的分类结果。研究结果表明,该方法可获得理想的滚动轴承故障诊断准确率,在负载变化时具有良好的泛化性能。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障诊断 小波包变换 粒子群优化反向传播神经网络 神经网络集成群
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基于PSO-BP的自平衡法试桩技术平衡点位置研究
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作者 欧孝夺 梁枫 江杰 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期231-241,共11页
针对自平衡法静载试验在灰岩地区应用较少,且工程中常用规范经验公式来确定平衡点位置存在较大误差的问题,提出以桩长、桩径、土层弹性模量为输入参数,构建PSO-BP神经网络平衡点位置的预测模型。通过将仿真预测值与真实值进行对比,并结... 针对自平衡法静载试验在灰岩地区应用较少,且工程中常用规范经验公式来确定平衡点位置存在较大误差的问题,提出以桩长、桩径、土层弹性模量为输入参数,构建PSO-BP神经网络平衡点位置的预测模型。通过将仿真预测值与真实值进行对比,并结合工程实例来验证本模型的适用性。结果表明,结合粒子群算法优化的PSO-BP神经网络模型,其平衡点位置预测值与真实值的平均相对误差控制在1.93%以内,而BP神经网络的平衡点位置预测值平均相对误差最高可达14.83%;依托来宾市当地以灰岩为持力层的工程试桩数据构建的PSO-BP神经网络平衡点位置预测模型,其仿真预测结果的均方根误差(R_(MSE))为0.294,决定系数R^(2)为0.988,预测值与真实值的相对误差在3.0%以内;在工程实例的对比验证中,PSO-BP神经网络模型在平衡点位置预测上的精度高于规范经验公式法,更接近实际位置,可作为灰岩地区基桩自平衡试桩测试的平衡点位置确定的有效手段。 展开更多
关键词 自平衡法 平衡点 粒子群优化-反向传播神经网络 粒子群算法 灰岩
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新能源汽车轮毂造型感性意象预测研究
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作者 孙利 张宇彤 +2 位作者 吴俭涛 覃忠志 晁佳媛 《机械设计》 北大核心 2025年第9期203-211,共9页
为改善当前新能源汽车(new energy vehicle, NEV)轮毂造型设计中情感意象预测精度,提出一种基于感性工学(kansei engineering, KE)的预测模型构建方法。收集NEV轮毂样本,采用造型分析法解构轮毂造型特征;采用词对主题模型(biterm topic ... 为改善当前新能源汽车(new energy vehicle, NEV)轮毂造型设计中情感意象预测精度,提出一种基于感性工学(kansei engineering, KE)的预测模型构建方法。收集NEV轮毂样本,采用造型分析法解构轮毂造型特征;采用词对主题模型(biterm topic model, BTM)从在线评论文本数据中深入挖掘用户感性意象,通过层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)提取代表性感性语汇;基于反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)构建关联模型,捕捉轮毂造型特征与感性意象间的非线性关系,并引入粒子群优化算法(particle swarm optimization, PSO)和遗传算法(genetic algorithm, GA)分别优化BPNN预测性能;通过误差比较法对不同模型预测效果进行评估。结果表明:PSO-BPNN在预测精度、鲁棒性等方面均优于BPNN和GA-BPNN,可有效提升造型意象预测精度,为NEV轮毂的情感化设计提供理论依据和创新路径。 展开更多
关键词 汽车轮毂 造型设计 感性意象预测 词对主题模型 反向传播神经网络 粒子群优化算法
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基于数字孪生的变压器热点温度预测预警技术研究 被引量:1
6
作者 李佰霖 马云帆 +3 位作者 陈昱锐 罗远林 褚凡武 付文龙 《工程设计学报》 北大核心 2025年第3期281-295,共15页
变压器热点温度对电网系统的可靠性和稳定性有直接影响。针对传统变压器管理模式复杂以及变压器热点温度预测方法存在成本高、计算效率低和计算误差高等问题,提出了一种基于数字孪生的变压器热点温度预测预警技术。首先,搭建变压器数字... 变压器热点温度对电网系统的可靠性和稳定性有直接影响。针对传统变压器管理模式复杂以及变压器热点温度预测方法存在成本高、计算效率低和计算误差高等问题,提出了一种基于数字孪生的变压器热点温度预测预警技术。首先,搭建变压器数字孪生六维模型,实现了系统数据共通、多源融合和虚实交互等功能。然后,构建可承载人工智能与机器学习算法的感知交互驱动型数字孪生系统,并采用混沌自适应粒子群优化(chaotic adaptive particle swarm optimization,CAPSO)算法对BP(back propagation,反向传播)神经网络的权重和阈值进行优化,加快了原始网络的收敛速度,同时建立了基于CAPSO-BP的变压器热点温度预测模型。最后,利用变压器现场监测数据在虚拟引擎平台上进行仿真分析,实现了变压器热点温度预测预警系统各功能的开发应用并验证了预测模型的可行性和有效性。研究结果为数字孪生变压器系统由数字化向智能化转型提供了新的思路和理论依据。 展开更多
关键词 变压器 数字孪生 人工智能 机器学习 混沌自适应粒子群优化 反向传播神经网络 温度预测
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基于PSO-BP神经网络模型的浸胶竹束干燥过程含水率预测
7
作者 王晓曼 吕建雄 +5 位作者 李贤军 吴义强 李新功 郝晓峰 乔建政 徐康 《林业科学》 北大核心 2025年第5期187-198,共12页
【目的】利用人工神经网络模型预测浸胶竹束干燥过程含水率变化,揭示干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率对浸胶竹束干燥过程含水率变化的影响规律,为浸胶竹束高质高效干燥提供参考依据。【方法】基于浸胶竹束干燥过程含水率实测... 【目的】利用人工神经网络模型预测浸胶竹束干燥过程含水率变化,揭示干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率对浸胶竹束干燥过程含水率变化的影响规律,为浸胶竹束高质高效干燥提供参考依据。【方法】基于浸胶竹束干燥过程含水率实测数据,以干燥温度、干燥时间、铺装方式和初始含水率为输入变量,干燥过程含水率为输出变量,制作数据集。将数据集划分为训练集(308个测试数据,占总数据量的70%)、验证集(66个测试数据,占总数据量的15%)和测试集(66个测试数据,占总数据量的15%),采用粒子群优化算法(PSO)优化反向传播(BP)神经网络初始权重与阈值,构建PSO-BP神经网络预测模型,并进行验证分析。【结果】PSO-BP神经网络模型具有较强的预测能力,在模型测试集中,决定系数(R^(2))、均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和剩余预测残差(RPD)分别达0.98、1.27、3.73和7.96。相较BP神经网络,PSO-BP神经网络的R^(2)和RPD分别提高6.53%和110.2%,MSE和MAE分别降低54.0%和71.86%。模型验证表明,干燥温度和铺装方式是影响浸胶竹束干燥过程含水率变化的主要因素,二者对PSO-BP神经网络模型预测结果影响显著。干燥温度为60℃时,在4种不同铺装方式下PSO-BP神经网络模型展现出较好预测效果,其R^(2)均超过0.969且MSE均低于3;铺装层数为3时,在4种不同干燥温度下PSO-BP神经网络模型表现最佳,其R^(2)均超过0.99且MSE均低于2。干燥时间和浸胶竹束初始含水率对PSO-BP神经网络模型预测结果影响不显著。【结论】PSO-BP神经网络模型在浸胶竹束干燥过程含水率预测中表现出准确性,可有效解决传统BP神经网络预测误差大、收敛速度慢等问题,为浸胶竹束高质高效干燥提供技术支撑。 展开更多
关键词 浸胶竹束 干燥 含水率 粒子群优化算法 反向传播 神经网络
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基于神经网络和粒子群寻优的空气系统解耦控制
8
作者 刘丹阳 沈照杰 +1 位作者 乔奉亮 王彦岩 《内燃机学报》 北大核心 2025年第5期460-468,共9页
基于内燃动力智能控制算法国际挑战赛提供的多输入、多输出增压直喷发动机模型和整车模型,结合反向传播神经网络(BPNN)、粒子群寻优算法(PSO)、比例-积分-微分(PID)控制,设计一种BPNN-PSO-PID联合解耦控制器.为了减小耦合误差,实现对废... 基于内燃动力智能控制算法国际挑战赛提供的多输入、多输出增压直喷发动机模型和整车模型,结合反向传播神经网络(BPNN)、粒子群寻优算法(PSO)、比例-积分-微分(PID)控制,设计一种BPNN-PSO-PID联合解耦控制器.为了减小耦合误差,实现对废气再循环(EGR)和涡轮放气阀等效流通直径的目标跟踪及解耦控制,采用PSO算法对EGR阀门开度的PID控制参数进行寻优,采用BPNN算法以误差反向传播的方式对涡轮放气阀等效流通直径的PID控制参数进行迭代,并在Simulink平台上评测联合解耦控制器在两种行驶车速下的控制效果.结果表明:相比于BPNN-PID算法,BPNN-PID与PSO-PID联合算法使增压压力和EGR率的平均积分绝对误差分别降低31.86%和2.46%,在不同行驶车速下均表现出良好的控制效果. 展开更多
关键词 增压直喷发动机 反向传播神经网络 粒子群算法 空气系统解耦控制
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基于神经网络的多随机参数非线性悬架系统响应分析
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作者 陈强强 周继磊 +1 位作者 于孟娜 韩道远 《机电工程》 北大核心 2025年第7期1403-1412,共10页
车辆悬架系统的生产制造误差会使得该悬架系统各个结构参数具有不确定性,同时作用于非线性悬架系统的路面激励也具有明显的随机性和时变性。针对这一问题,研究了不确定因素对多随机参数非线性悬架系统响应的影响。首先,采用了七自由度... 车辆悬架系统的生产制造误差会使得该悬架系统各个结构参数具有不确定性,同时作用于非线性悬架系统的路面激励也具有明显的随机性和时变性。针对这一问题,研究了不确定因素对多随机参数非线性悬架系统响应的影响。首先,采用了七自由度非线性车辆悬架系统动力学模型,构建了白噪声路面激励时域模型;然后,建立了一种基于粒子群优化的反向传播神经网络(BPNN-PSO)预测模型,基于神经网络的直接积分法(DPIM),展开了针对非线性悬架系统的随机动力方程及其相应求解策略的研究;最后,针对非线性悬架系统随机振动直接概率积分法,提出了一种基于MATLAB的分析程序,对不同等级路面激励和参数随机条件下,非线性悬架系统振动响应的均值和标准差进行了研究。研究结果表明:直接概率积分法与蒙特卡洛模拟相比,系统的时变概率密度处理时间成本降低,效率更高;车体质量对车体位移的影响显著,其标准差为0.2×10^(-3)m~0.5×10^(-3)m,轮胎刚度对车体位移的影响最小,其标准差约为0.1×10^(-3)m~0.25×10^(-3)m;悬架的弹簧刚度对车体加速度的影响最小,其标准差约为0.5×10^(-2)m/s^(2)~2×10^(-2)m/s^(2),车辆质量和轮胎刚度的随机性对车辆动态行为影响较大。 展开更多
关键词 直接概率积分法 白噪声路面 反向传播神经网络 非线性车辆悬架系统 粒子群算法 路面不平度
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基于GRA-IPSO-BPNN的大中型水电项目投资估算模型研究 被引量:6
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作者 牛东晓 孙丽洁 +4 位作者 周原冰 李鹏 田竹肖 吴佳玮 孙蔚 《全球能源互联网》 2020年第4期404-411,共8页
水电项目投资估算对投资者安排融资和管理项目具有现实意义。在此背景下,提出基于灰色关联分析的改进粒子群优化BP神经网络(gray relation analysis,GRA;improved partical swarm optimization,IPSO;back propagation neural network,BP... 水电项目投资估算对投资者安排融资和管理项目具有现实意义。在此背景下,提出基于灰色关联分析的改进粒子群优化BP神经网络(gray relation analysis,GRA;improved partical swarm optimization,IPSO;back propagation neural network,BPNN)的大中型水电项目投资估算模型。首先,借助文献回顾法和专家经验法初选影响水电项目投资的工程特征,并利用灰色关联分析筛选关键工程特征参数;然后,构建基于IPSO算法优化的BPNN模型实现水电项目投资估算;最后,通过算例分析验证了基于GRA-IPSO-BPNN的投资估算模型具有实用性和可靠性。根据实证结果,IPSO-BPNN模型相较于BPNN和PSO-BPNN,预测误差更小,可以实现大中型水电项目准确、快速、有效的投资估算。 展开更多
关键词 水电项目 投资估算 灰色关联分析 改进粒子群 BP神经网络
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基于IPSO⁃BP的消防通信指挥系统效能评价
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作者 于振江 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第9期1-7,共7页
为实现消防通信指挥系统的现状研判与迭代升级的量化支撑,基于消防通信指挥系统设计规范,从业务支撑能力、数据服务能力、通信保障能力3个方面构建支队级消防指挥通信系统4级效能评价指标体系;在反向传播(BP)神经网络算法的基础上,通过... 为实现消防通信指挥系统的现状研判与迭代升级的量化支撑,基于消防通信指挥系统设计规范,从业务支撑能力、数据服务能力、通信保障能力3个方面构建支队级消防指挥通信系统4级效能评价指标体系;在反向传播(BP)神经网络算法的基础上,通过改进粒子群优化(IPSO)算法优化参数,提出基于IPSO-BP的系统效能评价方法;采用专家打分与层次分析法(AHP)结合的方式获取样本数据,经主成分分析(PCA)方法降维后,分别基于BP神经网络、PSO-BP神经网络、IPSO-BP神经网络这3个模型开展仿真对比。结果表明:IPSO-BP神经网络模型的收敛速度最快,其均方误差相比于BP神经网络模型降低了75.71%,相较于PSO-BP神经网络模型降低了45.96%,为三者中的最小值;IPSO-BP模型能够合理精准地评价支队级消防通信指挥系统效能,具有一定的普适性。 展开更多
关键词 消防通信指挥系统 效能评价 反向传播(BP)神经网络 改进粒子群优化(IPSO) 指标体系
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基于PSO-LSSVM-BP模型的高边坡力学参数反分析及稳定性评价 被引量:6
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作者 徐卫亚 陈世壮 +5 位作者 张贵科 胡明涛 黄威 许晓逸 张海龙 王如宾 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期52-59,共8页
基于粒子群优化(PSO)算法和最小二乘支持向量机(LSSVM)算法构建非线性映射关系,结合反向传播(BP)神经网络对非线性映射关系生成的数据库进行机器学习,构建了PSO-LSSVM-BP模型确定最优岩体力学参数。PSO-LSSVM-BP模型以高边坡监测位移数... 基于粒子群优化(PSO)算法和最小二乘支持向量机(LSSVM)算法构建非线性映射关系,结合反向传播(BP)神经网络对非线性映射关系生成的数据库进行机器学习,构建了PSO-LSSVM-BP模型确定最优岩体力学参数。PSO-LSSVM-BP模型以高边坡监测位移数据作为输入信息,通过反分析获得高边坡岩体力学参数,将反分析参数用于FLAC3D位移数值计算,结果表明模拟结果与监测数据吻合较好,验证了该模型的可行性和有效性。基于PSO-LSSVM-BP模型,对不同蓄水位下两河口水电站进水口高边坡稳定性进行了评价,发现水位是影响边坡稳定性的主要因素,随着水位上升,边坡位移逐渐增大,其表面和断层处损伤程度加深,边坡局部点安全系数有所下降,但整体点安全系数均大于1.30,有一定安全裕度。 展开更多
关键词 高边坡 力学参数反分析 粒子群优化 最小二乘向量机 反向传播神经网络 两河口水电站
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基于EMD-PSO-BP模型的短期潮流流速预测 被引量:1
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作者 邵萌 潘正中 +2 位作者 孙金伟 邵珠晓 伊传秀 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期134-141,共8页
针对潮流流速的随机性和波动性,本研究基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)和粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法,改进了反向传播(Back propagation,BP)神经网络的短期潮流流速预测模型。该模型首先对原... 针对潮流流速的随机性和波动性,本研究基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)和粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法,改进了反向传播(Back propagation,BP)神经网络的短期潮流流速预测模型。该模型首先对原始流速序列进行EMD分解,得到多个本征模函数(Intrinsic mode function,IMF)和残差。然后,利用PSO改进BP神经网络,对分解所得的IMF和残差分别进行预测。最后,将各个预测结果相结合,得出流速的最终预测结果,从而提高潮流流速的预测精度。本文以江苏省潮流流速为例,分别建立BP、PSO-BP、EMD-BP以及EMD-PSO-BP四类预测模型,以对潮流流速进行预测和对比分析。结果表明,相较于其他模型,EMD-PSO-BP预测模型在潮流流速的预测方面具有更高的精度,为潮流能开发提供重要的数据支撑。 展开更多
关键词 潮流流速预测 经验模态分解 反向传播神经网络 粒子群优化算法 本征模函数
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基于多机场终端区交通态势的航班延误预测 被引量:4
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作者 张兆宁 查子奇 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第12期5220-5226,共7页
为了针对性地制定后续优化措施,以降低多机场终端区内航班延误所带来的不利影响,并提高多机场系统内各机场的运营效率,进行多机场终端区航班延误的预测研究。首先,考虑多机场终端区交通态势对航班延误的影响,在对多机场终端区交通态势... 为了针对性地制定后续优化措施,以降低多机场终端区内航班延误所带来的不利影响,并提高多机场系统内各机场的运营效率,进行多机场终端区航班延误的预测研究。首先,考虑多机场终端区交通态势对航班延误的影响,在对多机场终端区交通态势进行分析的基础上,建立6个描述终端区交通态势的指标。接着,构建反向传播(back propagation,BP)神经网络航班延误预测模型,将终端区交通态势指标、航班信息和天气环境数据等作为输入,航班延误时间作为输出,并利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)优化BP神经网络进行训练。通过实例验证和分析,基于多机场终端区交通态势的航班延误预测能够有效提高预测准确率,同时,通过粒子群优化BP神经网络的预测模型预测准确率均高于一般的考虑交通态势的BP和遗传算法优化的BP神经网络模型(genetic algorithm and back propagation,GA-BP)。 展开更多
关键词 多机场 航班延误预测 终端区交通态势 反向传播(BP)神经网络 粒子群优化算法(PSO)
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基于PIWT-IPSO-BP的污水厂出水COD含量的预测模型 被引量:2
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作者 张净 窦慧芸 +1 位作者 蒋武 刘晓梅 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期15-20,28,共7页
在农业灌溉的领域中,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的测定是衡量水体中有机物污染程度的一个重要指标。当COD浓度超过60mg/L时,其对土壤质量和农作物的生长产生的负面影响成为不容忽视的问题。这一现象可能会严重影响农作物... 在农业灌溉的领域中,化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的测定是衡量水体中有机物污染程度的一个重要指标。当COD浓度超过60mg/L时,其对土壤质量和农作物的生长产生的负面影响成为不容忽视的问题。这一现象可能会严重影响农作物的产量和质量,进而对农作物生产的可持续性构成挑战。因此,有必要精确预测污水处理厂出水COD浓度的变化趋势,从而促进其在农业灌溉中的有效应用。研究结合了改进的小波变换、改进的粒子群优化(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)算法和反向传播BP(Back Propagation,BP)神经网络作为预测模型。鉴于COD受到众多因素的影响,这些因素之间存在复杂的耦合关系,采用PCA进行特征提取。考虑到数据采集的过程中不可避免的噪声干扰,应用小波降噪对原始数据进行处理,以确保数据质量,提高模型准确性。在此基础上,基于BP神经网络算法构建污水处理厂出水COD的预测模型。为了解决BP神经网络参数选择可能遇到的盲目性问题,引入改进的粒子群算法对模型进行参数优化,以提高预测精度。实验结果表明,提出的PIWT-IPSO-BP模型预测效果良好,其平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.222、0.386和0.984。该模型在一定程度上改善了数据噪声、多因子制约等问题,为污水循环利用技术应用于农业灌溉方面提供了参考依据。 展开更多
关键词 化学需氧量 预测模型 小波变换 粒子群优化算法 BP神经网络
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基于 SPA-PSO-BP 的花生高光谱图像分类方法研究 被引量:4
16
作者 杨洋 徐熙平 +3 位作者 薛航 张宁 张越 索科 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期556-564,共9页
为了提高可见-近红外(VNIR)高光谱花生图像分类的准确率和减少分类检测的运算时间,提出了基于连续投影算法(SPA)融合粒子群算法优化后向传播神经网络(PSO-BP)的分类检测模型。利用高光谱成像系统采集了7个花生品种样本的VNIR光谱数据,... 为了提高可见-近红外(VNIR)高光谱花生图像分类的准确率和减少分类检测的运算时间,提出了基于连续投影算法(SPA)融合粒子群算法优化后向传播神经网络(PSO-BP)的分类检测模型。利用高光谱成像系统采集了7个花生品种样本的VNIR光谱数据,并进行了背景分割和光谱信息的提取,去除受噪声和杂散光影响大的波段后,运用Savitzky-Golay卷积平滑对400 nm~900 nm范围的波长进行预处理;采用SPA降维及均方根误差值选择了25个特征波长,同时利用PSO-BP神经网络的初始权重和阈值,构建PSO-BP模型作为分类器进行了实验,取得了测试集识别准确率为98.7%、kappa系数为0.98及遗漏误差为3的数据。结果表明,相较4个对比方法构建的分类模型,该模型的准确率分别提高了2.1%、8.6%、3.9%和4.3%。该方法在基于高光谱成像的花生品种分类技术中具有很好的应用前景,为花生品种的高精度、快速无损分类提供了新思路。 展开更多
关键词 光谱学 图像分类 连续投影算法 粒子群算法 后向传播神经网络 花生
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基于K-近邻算法改进粒子群-反向传播算法的织物质量预测技术 被引量:3
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作者 孙长敏 戴宁 +5 位作者 沈春娅 徐开心 陈炜 胡旭东 袁嫣红 陈祖红 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期72-77,共6页
为解决现有下机织物质量差异性较大且传统验布环节时间较长等问题,提出基于K-近邻(KNN)算法改进粒子群-反向传播(PSO-BP)算法的织物质量等级预测方法。首先分析织物质量预测模型,整理织物疵点类型与织物质量等级分类,并根据织物疵点特... 为解决现有下机织物质量差异性较大且传统验布环节时间较长等问题,提出基于K-近邻(KNN)算法改进粒子群-反向传播(PSO-BP)算法的织物质量等级预测方法。首先分析织物质量预测模型,整理织物疵点类型与织物质量等级分类,并根据织物疵点特征将疵点划分为6类;其次选取14种影响织物质量的因子作为模型输入量;然后详细介绍依据KNN与PSO原理进行织物质量预测流程;最后以浙江兰溪某纺织厂近3个月16186条织物生产数据为例,建立织物质量预测模型。结果显示:该技术对织物质量预测的准确率达到98.054%,且训练时长仅需4.8 s,在保证织物质量预测准确性的同时,极大缩短了检测时间,提高了织造车间生产效率。 展开更多
关键词 织布车间 织物质量 K-近邻算法 粒子群-反向传播神经网络算法 织物质量预测
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人工神经网络优化油莎豆油亚临界萃取工艺 被引量:1
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作者 邓淑君 郝琴 +3 位作者 万楚筠 郭婷婷 魏春磊 郑明明 《中国油料作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1178-1186,共9页
为优化亚临界丁烷萃取脱皮油莎豆油工艺,采用单因素试验确定因素水平,中心复合表面设计(CCF)安排寻优试验,在此基础上分别构建了响应面(RSM)和反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型,运用粒子群算法(PSO)对BP-ANN模型进行优化,并对RSM和PSO-... 为优化亚临界丁烷萃取脱皮油莎豆油工艺,采用单因素试验确定因素水平,中心复合表面设计(CCF)安排寻优试验,在此基础上分别构建了响应面(RSM)和反向传播人工神经网络(BP-ANN)模型,运用粒子群算法(PSO)对BP-ANN模型进行优化,并对RSM和PSO-BP-ANN模型的寻优结果进行了比较。结果表明,RSM模型优化的萃取条件为:料液比(脱皮油莎豆∶丁烷)1∶10.36 g/mL、萃取时间45 min、萃取温度30℃、坯料厚度0.5 mm;PSOBP-ANN模型优化的萃取条件为:料液比1∶10.67 g/mL、萃取时间40.10 min、萃取温度34℃、轧坯厚度0.5 mm。在最佳条件下,RSM模型预测提取率为91.63%,验证值为94.27%,相对误差2.56%;PSO-BP-ANN模型预测值为95.58%,验证值为95.14%,相对误差0.46%。采用人工神经网络耦合粒子群算法(PSO-BP-ANN)优化油莎豆油亚临界萃取工艺,具有提取率高、相对误差小等优势。本研究可为亚临界萃取技术在油莎豆油高效制取中应用提供参考。 展开更多
关键词 反向传播人工神经网络 粒子群优化算法 亚临界丁烷萃取 脱皮油莎豆 工艺优化
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基于WPSO-BP和L-MBWO的多翼离心风机优化研究 被引量:6
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作者 徐韧 李君宇 +3 位作者 周明 刘林波 张志富 黄其柏 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第10期1833-1843,共11页
针对多翼离心风机气动性能、噪声情况难以同时改进的问题,提出了一种基于变权重粒子群优化算法的反向传播神经网络风机性能预测模型(WPSO-BP),以及一种基于逻辑混沌初始化的多目标白鲸优化算法(L-MBWO),并将二者应用于多翼离心风机的优... 针对多翼离心风机气动性能、噪声情况难以同时改进的问题,提出了一种基于变权重粒子群优化算法的反向传播神经网络风机性能预测模型(WPSO-BP),以及一种基于逻辑混沌初始化的多目标白鲸优化算法(L-MBWO),并将二者应用于多翼离心风机的优化设计中。首先,选取了叶片进出口角、倾斜蜗舌的最大蜗舌半径、叶片切除角度作为设计变量,把风机的全压、效率、声压级作为优化目标;然后,构建了WPSO-BP预测模型,以反映设计变量与优化目标之间的关系,定量分析对比了该模型与BP神经网络预测模型,预测值用于风机的性能优化;接着,将逻辑混沌初始化引入到白鲸优化算法(BWO),基于第三代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)构建了L-MBWO优化算法;最后,在实验验证仿真可靠的前提下,将提出的预测模型和优化算法应用于风机优化,并对优化效果进行了综合分析。研究结果表明:优化后的风机全压增加了34.79 Pa,效率提高了0.67%,噪声降低了1.73 dB,实现了多个优化目标之间的平衡,有效改善了风机的综合性能,为多翼离心风机的优化设计提供了一种新思路。 展开更多
关键词 多翼离心风机 变权重 基于变权重粒子群优化算法的反向传播神经网络风机性能预测模型 白鲸优化算法 基于逻辑混沌初始化的多目标白鲸优化算法 预测模型 风机全压 风机效率 风机噪声
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基于PSO-BP的嵌入式大气数据系统算法研究 被引量:1
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作者 朱恒 李荣冰 +1 位作者 何梓君 程鉴皓 《电子测量技术》 北大核心 2024年第22期67-75,共9页
神经网络具有强大的函数拟合能力,可以被应用于嵌入式大气数据系统中进行大气数据估计。针对传统BP神经网络存在初始权值和阈值随机选取、训练过程局部最优、对训练数据需求量大等问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的神经网络,以提... 神经网络具有强大的函数拟合能力,可以被应用于嵌入式大气数据系统中进行大气数据估计。针对传统BP神经网络存在初始权值和阈值随机选取、训练过程局部最优、对训练数据需求量大等问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的神经网络,以提升FADS系统的预测精度。通过计算流体力学模拟,分别使用飞机在常规飞行和大迎角飞行状态下的压力数据来验证该算法的性能。结果表明,在训练数据有限的条件下,基于改进粒子群算法优化的神经网络在这两种飞行状态下均显著提高了大气数据的预测精度。常规飞行状态,静压、马赫数、迎角和侧滑角的预测误差分别降低了54.88%、60.46%、53.76%和62.12%;大迎角飞行状态下,预测误差分别降低了71.96%、47.52%、66.96%和53.41%。此外,在相同数据样本下,基于改进粒子群算法优化的神经网络在多次训练中误差波动更小,显示出更高的稳定性和可信度。 展开更多
关键词 嵌入式大气数据系统 BP神经网络 粒子群优化算法 计算流体力学
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