改进粒子群优化的多类LS-SVM电机故障识别算法
2021-04-23郭香蓉王世峰
软件导刊 2021年4期
陈 义,郭香蓉,王世峰
(1.湖南工业职业技术学院汽车工程学院,湖南长沙 410208;2.长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410004)
0 引言
电机故障可能由多种故障机制引起,其中电机结构与运行状态等参数对其诊断有显著影响。传统电机故障诊断基于单一参数、单一特征,并且由于环境等因素,存在很大不确定性,难以满足灵敏度和准确度的要求[1-4]。
近年来,人工神经网络、模糊数学、聚类原理和灰色系统理论被用于电机故障诊断[5-6]。Vapnik 在1995 年基于统计学理论中的VC 维理论与结构风险最小原理,提出支持向量机(SVM)理论,该理论已成为机器学习领域研究重点,且应用广泛[7-8];Suykens 等[9-10]提出的最小二乘支持向量机(LS-SVM)训练简单且收敛快,但在实际应用过程中,矩阵需要进行求逆运算,很难将其应用于高维问题。可采用粒子群优化算法求解高维线性方程组,从而避免矩阵求逆。
本文在粒子群优化算法、LS-SVM 基础上,提出一种基于改进粒子群优化算法的多类LS-SVM 电机故障识别算法,利用该算法对800 组数据进行处理,并与采用标准粒子群优化算法的LS-SVM 进行比较,证明该算法有效性。
1 算法改进
1.1 改进粒子群算法
Kennedy 等[11]对自然界鸟群捕食行为进行研究,提出粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO),即基于当前最优粒子在解空间中搜索粒子,种群中的个体以合作和信息共享的方式搜索最优解,粒子位置表示问题空间的1 个基本解。算法描述如下:
在N维空间中有m个粒子,设xi=(xi1,xi2,…,xin)表示第i个粒子的位置,vi=(vi1,vi2,…,vin)表示第i个粒子的当前速度;……
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