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根据混沌动力系统的相空间延迟坐标重构理论,基于支持向量机的强大的非线性映射能力, 建立了混沌时间序列的支持向量机预测模型,并在统计学习理论的基础上采用最小二乘方法来训练预测模型,利用该模型对嵌入维数与模型的均方根误差的关系进行了探讨.最后利用Mackey-Glass时间序列和变参数的Ikeda 时间序列对该模型进行了验证,结果表明,该预测模型能精确地预测混沌时间序列,而且在混沌时间序列的嵌入维数未知时也能取得比较好的预测效果.这一结论预示着支持向量机是一种研究混沌时间序列的有效方法.
关键词:
混沌时间序列
支持向量机
最小二乘法 相似文献
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鉴于径向基函数(RBF)神经网络模型在非线性预测方面的优良性能, 提出了利用该预测模型对混沌时间序列相空间重构的两个关键参数——延迟时间和嵌入维数进行联合估计的方法, 并以客观的评价指标为依据给出其最优估计值. 以Lorenz系统为例进行数值分析, 得到RBF单步及多步预测模型中嵌入维数和延迟时间的最佳参数估计值, 并在原模型中对估计值进行校验. 结果表明, 该方法可以有效地估计出嵌入维数和延迟时间, 从而显著提高预测精度. 相似文献
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提出一种多变量混沌时间序列相空间重构的条件熵扩维方法.首先使用互信息法求解每个变量的时间延迟,其次按条件熵最大原则逐步扩展相空间的嵌入维数,使得重构坐标从低维到高维的转换保持较强的独立性,最终的重构相空间具有较低的冗余度,为多变量时间序列的预测构造了有效的模型输入向量.通过对几个经典多变量混沌时间序列进行数值实验,结果表明该方法比单变量预测和已有多变量预测方法具有更好的预测效果,说明了该重构方法的有效性.
关键词:
多变量混沌时间序列
相空间重构
条件熵
神经网络预测 相似文献
8.
基于支持向量机强大的非线性映射能力和模糊逻辑易于将先验的系统知识结合到模糊规则的 特性, 根据混沌动力系统的相空间重构理论, 提出了一种混沌时间序列的模糊模型的支持向 量机预测模型,并采用适用于大规模问题求解的最小二乘法来训练预测模型,利用该模型分别 对模型的整体预测性能与嵌入维数及延迟时间的关系进行了探讨.最后利用Mackey-Glass时 间序列和典型的Lorenz系统生成的时间序列对该模型进行了验证,结果表明该预测模型不仅 能够自动的从学习数据中获取知识产生模糊规则,提取能够代表混沌时间序列内在规律的支 持向量,大大减少支持向量的数目,精确地预测未来的混沌时间序列,而且在混沌时间序列 的嵌入维数未知和延迟时间不能合理选择的情况下,也能取得比较好的预测效果.这一结论预 示着基于模糊模型的支持向量机是一种研究混沌时间序列的有效方法.
关键词:
模糊模型
混沌时间序列
支持向量机
最小二乘法 相似文献
9.
螺旋桨鸣音的混沌动力特性研究 总被引:2,自引:0,他引:2
利用混沌动力学方法研究螺旋桨鸣音信号时间序列,估计时间序列的相空间重构最佳参数,并提出其具有混沌动力特性,分析了系统拓扑维数的边界和生成系统所必须独立变量的个数,还计算分析了重构相空间中吸引子轨迹随时间演化的发散情况。分析计算结果表明:螺旋桨鸣音信号时间序列可以选取最佳延迟时间tD=1、最小嵌入维数dE=8进行相空间重构,其混沌吸引子的关联维数为5.1579、最大Lyapunov指数为0.0771,此研究结果可以为螺旋桨鸣音现象的进一步研究提供理论基础。 相似文献
10.
从支持向量域SVD(Support Vector Domain)出发,根据Takens延时相空间重构思想,利用支持向量机非线性映射,建立了混沌时间序列和混沌非线性相轨迹运动的SVD预测模型.采用数据集作为支持对象元素,机器自学习缩小模型泛化误差的上界,利用最小二乘支持向量域(SVD),预测了Henon/Lorenz/Rossler三种混沌时间序列.预测结果表明,三种预测模型将集合映射到一个更高维特征空间,通过嵌入维数,实现了序列预测,误差随嵌入维数变化趋于恒定,与支持向量机(SVM)相比,SVD所需支持向量少,收敛速度快,鲁棒性强,核函数选择容易灵活,且存在自适应方法.网格点数提高了10—20倍,序列预测在小样本、非线性、未知概率密度条件下,预测和实际值取得了一致.
关键词:
支持向量域
混沌
最小二乘
时间序列预测 相似文献
11.
结合局域预测法计算速度快的优点和支持向量机的泛化性能好、全局最优、稀疏解等特性,用局域支持向量机预测研究了时空混沌序列的局域预测性能,并用局域支持向量机预测模型讨论了嵌入维数、邻近个数选择以及时空混沌的耦合方式和格子间的耦合强度变化对时空混沌局域预测性能的影响.研究结果表明:局域支持向量机不仅比全局支持向量机、局域零阶预测、局域线性预测等方法具有更好的预测性能,且具有对嵌入维数和邻近个数不敏感的优点;时空混沌的耦合方式和格子间的耦合强度对时空混沌序列的预测性能有明显影响. 相似文献
12.
A new local linear prediction model is proposed to predict chaotic time series in this Letter. We propose that the parameters—the embedding dimension and the time delay of the local linear prediction model—can take values which are different to those of the state space reconstruction in the procedure of finding the nearest neighbor points. We propose a criterion based on prediction power to determine the optimal parameters of the new local linear prediction model. Simulation results show that the new local linear prediction model can effectively predict chaotic time series and the prediction performance of the new local linear prediction model is superior to that of the local linear prediction. 相似文献
13.
为揭示短时交通流的内在动态特性,利用非线性方法对交通流混沌特性进行识别,为短时交通流的预测提供基础.基于混沌理论对交通流时间序列进行相空间重构,利用C-C算法计算时间延迟和嵌入维数,采用Grassberger-Procaccia算法计算吸引子关联维数,通过改进小数据量法计算最大Lyapunov指数来判别交通流时间序列的混沌特性.针对局域自适应预测方法在交通流多步预测中预测器系数无法调节的问题,提出了交通流多步自适应预测方法.通过实测数据计算,结果表明:2,4和5 min三种统计尺度的交通流时间序列均具有混沌特性;改进的小数据量法能够准确地计算出最大Lyapunov指数;构建的交通流多步自适应预测模型能够有效地预测交通流量的变化.为智能交通系统诱导和控制提供了依据. 相似文献
14.
It is an important problem in chaos theory whether an
observed irregular signal is deterministic chaotic or stochastic. We
propose an efficient method for distinguishing deterministic chaotic
from stochastic time series for short scalar time series. We first
investigate, with the increase of the embedding dimension, the
changing trend of the distance between two points which stay close
in phase space. And then, we obtain the differences between Gaussian
white noise and deterministic chaotic time series underlying this
method. Finally, numerical experiments are presented to testify the
validity and robustness of the method. Simulation results indicate
that our method can distinguish deterministic chaotic from
stochastic time series effectively even when the data are short and
contaminated. 相似文献
15.
提出了一种新的基于支持向量机的混沌时间序列预测方法,该方法利用平均场理论使支持向量机的学习过程变得简单高效。同时由于该方法将支持向量机的参数近似为高斯分布的,因此采用平均场理论能够容易的求解这些参数,这样获得的支持向量机的参数比传统的基于二次规划的算法更加精确,而且学习速度更快。最后利用该方法对嵌入维数与模型的泛化能力关系进行了探讨,并利用Mackey-Glass时间序列对该方法进行了验证,结果表明:该预测方法能精确地预测混沌时间序列,而且在混沌时间序列的嵌入维数未知时也能取得比较好的预测效果.这一结论预示着平均场支持向量机是一种研究混沌时间序列的有效方法. 相似文献