過程支持向量機(jī)及其在衛(wèi)星熱平衡溫度預(yù)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、在衛(wèi)星熱平衡試驗(yàn)中，熱平衡溫度隨時(shí)間變化的過程實(shí)際上是一個(gè)隨時(shí)間累積的過程。過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖能很好地體現(xiàn)這種時(shí)間累積效應(yīng)，但其泛化能力不強(qiáng)。傳統(tǒng)支持向量機(jī)具有較好的泛化能力，但難以精確反映上述時(shí)間累積效應(yīng)。本文針對衛(wèi)星熱平衡試驗(yàn)的實(shí)際需求，在對過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)支持向量機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出一種新的學(xué)習(xí)機(jī)器——過程支持向量機(jī)，對其機(jī)理進(jìn)行深入研究，并將其應(yīng)用于衛(wèi)星熱平衡溫度預(yù)測。
　　本文首先對過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化問題進(jìn)行研

2、究，給出提高泛化能力的方法。在對支持向量機(jī)回歸理論研究的基礎(chǔ)上提出了過程支持向量機(jī)模型。過程支持向量機(jī)的輸入是時(shí)變函數(shù)，其核函數(shù)的內(nèi)積運(yùn)算是兩個(gè)函數(shù)的乘積，運(yùn)用積分算子將函數(shù)乘積轉(zhuǎn)化為數(shù)值，并用正交基函數(shù)來簡化積分運(yùn)算。從而過程支持向量機(jī)能夠?qū)r(shí)變系統(tǒng)建模，并用仿真案例來證明過程支持向量機(jī)能夠更好的體現(xiàn)時(shí)變系統(tǒng)中的時(shí)間累積效應(yīng)，能夠提高預(yù)測精度。
　　核函數(shù)是過程支持向量機(jī)的核心。核函數(shù)通過將輸入映射到高維特征空間，實(shí)現(xiàn)線性處理。

3、本文對過程支持向量機(jī)的核函數(shù)性質(zhì)和構(gòu)造方法進(jìn)行了研究，給出了輸入是時(shí)變函數(shù)情況下的不同核函數(shù)的具體形式和核函數(shù)的選擇方法。核參數(shù)、正則化參數(shù)和不敏感系數(shù)是影響過程支持向量機(jī)泛化能力的主要因素，本文提出粒子群優(yōu)化算法對上述參數(shù)進(jìn)行組合尋優(yōu)，以得到具有較好泛化能力的過程支持向量機(jī)。本文還提出最大速度非線性遞減策略，來提高參數(shù)尋優(yōu)精度。
　　衛(wèi)星的空間環(huán)境及其累積效應(yīng)是影響衛(wèi)星性能和壽命的主要因素，為保證衛(wèi)星運(yùn)行的可靠性，在發(fā)射前應(yīng)在地

4、面對其進(jìn)行充分的熱平衡試驗(yàn)。為縮短熱平衡試驗(yàn)周期，降低衛(wèi)星研制成本，應(yīng)大力開展衛(wèi)星不穩(wěn)定熱平衡試驗(yàn)方法研究，即開展衛(wèi)星熱平衡溫度預(yù)測研究。為此，本文在上述理論研究的基礎(chǔ)上，提出一種基于過程支持向量機(jī)的熱平衡溫度預(yù)測方法，應(yīng)用結(jié)果表明：由于能夠更好的體現(xiàn)熱平衡溫度變化過程中的時(shí)間累積效應(yīng)，因而與傳統(tǒng)支持向量機(jī)相比，本文所提出的方法具有更高的預(yù)測精度；而與過程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相比，本文所提出的方法具有更好的泛化能力，更適合用來解決實(shí)際工程問題。因此