迁移学习下的极限学习机代理建模方法及应用
2021-11-26黄泽英李海艳林景亮
计算机工程与应用 2021年22期
黄泽英,李海艳,林景亮
广东工业大学 机电工程学院,广州510006
基于代理模型的优化方法是现代复杂工程设计的重要技术手段,已被广泛应用于工程设计优化中[1-3]。此类方法中,仿真模型被视为“黑箱函数”,多次调用数值仿真分析工具获取“黑箱函数”的足量样本,并通过代理建模技术构建逼近模型替代“黑箱函数”。但是对于复杂工程,数值求解通常是一个昂贵的过程,例如文献[4]对沃尔沃D5柴油发动机的一次仿真过程就高达42小时。为了缩短设计周期,应当尽可能减少仿真次数,使用少量样本构建代理模型。然而,以往方法主要侧重于在当前产品的仿真模型上规划数据来建模,例如多项式响应面模型、Kriging 模型、稀疏响应面等,对以往同类型产品已有的大量仿真数据关注不够,这些数据中蕴含的大量特征没有得到重用。因此,对于复杂模型的逼近,此类建模方法对数据量要求较大,并且往往泛化性能不佳。
在统计学习领域,迁移学习已被证明能够通过引入其他建模任务的知识,改善当前预测模型的泛化性能。如张晨曦等依据YF77 新型发动机和YF75 发动机在构造原理上的一致性,以k近邻(k-Nearest Neighbor,kNN)和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)作为分类器,提出了基于实例和基于模型的迁移策略,大幅度减低了发动机参数的漏报率和误报率[5];廖一鹏等对卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)进行预训练,并使用极限学习机(Extreme Machine Learning,ELM)对CNN提取的特征进行分类,使用较少样本训练得到高精度浮选工况识别模型[6];Zhu等通过……
登录APP查看全文
