不確定性理論在離散數(shù)據(jù)擬合中的應用研究
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【摘要】:論文以“電機參數(shù)測試網(wǎng)絡化平臺開發(fā)”課題為背景,針對不確定離散數(shù)據(jù)分類缺陷、樣本中存在誤差點對數(shù)據(jù)擬合結果的影響等問題,,借助不確定性理論和數(shù)據(jù)擬合技術,提出了一個可以剔除異常點的離散數(shù)據(jù)擬合模型,并結合三相異步電動機測試系統(tǒng)對該模型應用的準確性進行了評價,效果顯著。 數(shù)據(jù)擬合是科學研究與工程技術中常用的方法,是一個有重要意義的研究課題,其目標是通過給定的離散點值去預測數(shù)據(jù)背后隱藏的真實物理規(guī)律。有些非數(shù)值計算問題,結果無法通過試驗數(shù)據(jù)計算而得到,必須通過查看擬合曲線獲得。本論文將不確定性理論應用于離散數(shù)據(jù)擬合中,分析和研究了對異常數(shù)據(jù)(誤差點)的識別、剔除以及離散數(shù)據(jù)點的曲線擬合問題,主要包括以下三個方面: (1)分析了使用支持向量機(Support Vector Machine,簡稱SVM)在對離散數(shù)據(jù)點進行正確、錯誤兩類分類處理方法存在的不足,提出了使用三類支持向量機進行分類的方法。該方法將同時擁有正確點和錯誤點的樣本看作一個不確定數(shù)據(jù)點區(qū)域,同時使用兩個最優(yōu)分類超平面將樣本分為三個類別。三類支持向量機分類方法的使用,對處理離散數(shù)據(jù)點中存在不確定數(shù)據(jù)區(qū)域帶問題(該區(qū)域帶同時包括正確點、錯誤點和不確定數(shù)據(jù)點)非常有效。 (2)針對上述使用三類支持向量機分類后得到的不確定數(shù)據(jù)區(qū)域中異常點的處理問題,提出了一個基于測量不確定度的離散數(shù)據(jù)擬合模型。該模型先使用測量不確定度的3σ原則,剔除誤差點,然后使用最小二乘支持向量機方法進行數(shù)據(jù)擬合。借助該模型剔除離散數(shù)據(jù)中存在的誤差點,效果顯著。 (3)將基于測量不確定度的離散數(shù)據(jù)擬合模型應用于三相異步電動機測試系統(tǒng)中,并使用蒙特卡洛方法對該模型的準確性進行評價。結果表明,應用該模型的測試系統(tǒng)性能良好,擬合得到的曲線不受誤差點的影響,能夠反映數(shù)據(jù)間隱藏的真實規(guī)律,具有工程實踐應用價值。 最后,對全文的工作進行了總結,并指出下一步的研究方向。
【關鍵詞】:數(shù)據(jù)擬合 不確定性理論 最小二乘法 支持向量機 誤差點
【學位授予單位】:石家莊鐵道大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:G40-057
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第一章 緒論9-15
- 1.1 研究背景及意義9
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
- 1.2.1 離散數(shù)據(jù)擬合9-11
- 1.2.2 不確定性理論11-13
- 1.3 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點13-14
- 1.4 論文組織結構14-15
- 第二章 基本理論與技術15-30
- 2.1 支持向量機和最小二乘法15-21
- 2.1.1 支持向量機理論15-19
- 2.1.2 最小二乘法原理19-20
- 2.1.3 最小二乘支持向量機20-21
- 2.2 測量不確定度與蒙特卡洛方法21-25
- 2.2.1 測量不確定度理論21-23
- 2.2.2 蒙特卡洛方法23-25
- 2.3 誤差知識與算法知識25-28
- 2.3.1 誤差知識25-27
- 2.3.2 算法知識27-28
- 2.4 數(shù)據(jù)擬合技術28-29
- 2.4.1 基本思想28
- 2.4.2 擬合算法28-29
- 2.5 小結29-30
- 第三章 不確定性離散數(shù)據(jù)的處理與擬合30-46
- 3.1 三類支持向量機處理不確定性離散數(shù)據(jù)30-38
- 3.1.1 三類支持向量機基本算法30-34
- 3.1.2 三類支持向量機分類模型34
- 3.1.3 試驗驗證34-37
- 3.1.4 存在問題37-38
- 3.2 基于測量不確定度的離散數(shù)據(jù)擬合模型38-39
- 3.2.1 基本算法38
- 3.2.2 離散數(shù)據(jù)擬合模型38-39
- 3.3 數(shù)據(jù)擬合模型驗證39-45
- 3.3.1 三相異步電動機空載試驗數(shù)據(jù)驗證39-42
- 3.3.2 校園一卡通數(shù)據(jù)驗證42-45
- 3.4 小結45-46
- 第四章 模型在三相異步電動機系統(tǒng)中的應用與評價46-65
- 4.1 三相異步電動機測試系統(tǒng)簡介46-48
- 4.2 數(shù)據(jù)擬合模塊設計48-55
- 4.2.1 試驗模塊設計49-52
- 4.2.2 數(shù)據(jù)擬合流程52-54
- 4.3.3 數(shù)據(jù)擬合類方法設計54-55
- 4.3 基于 Monte Carlo 方法的擬合模型準確性評價55-64
- 4.3.1 基本思想55-56
- 4.3.2 準確性評價模型56-60
- 4.3.3 應用實例評價60-63
- 4.3.4 評價結果分析63-64
- 4.4 小結64-65
- 第五章 結論與展望65-67
- 5.1 結論65-66
- 5.2 展望66-67
- 參考文獻67-70
- 致謝70-71
- 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文71
【參考文獻】
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本文編號:339611
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