本文是我参加2017年DDCLS(数据驱动控制、学习和系统)会议汇报内容整理而来,详细内容请参看发表的会议论文“An Adaptive Multi-Kernel RBF Model Using State Matching”

1 背景

众所周知,系统辨识问题存在于很多领域,例如金融领域中研究股票的走势,气象领域中预测降雨可能性,交通运输领域中预测道路拥堵

然而,用过去研究的方法仍然有很多问题难以解决
现实的系统几乎都是非线性和时变的,采用带有固定结构和参数的静态模型往往难以求解
为了应对这样的问题,我们可以采用结构可变的模型或者直接采用组合模型,这里我们选择后者

2 RBF神经网络

下图是典型的RBF神经网络结构
RBF的全称是Radial Biasi Function(径向基函数),它可以完成输入层和隐层之间的高维映射
正交最小二乘可以简称为OLS,采用OLS和前进法相结合,可以获得稀疏的模型结构,且能减少复杂计算量
在隐层和输出层之间的参数确定采用广义逆的方法。

3 多核模型

在RBF模型的基础上,针对时变系统问题,我们提出了基于状态匹配算法的多核RBF模型,简称为SMMK-RBF
算法包括离线和在线过程
首先,在离线过程中,我们生成数个RBF子模型,根据之前介绍的OLS模型获得稀疏解构,用历史数据来初始化子模型权重其次,在线过程中,采用状态匹配的方法来调整权重,并整合子模型的结果获得最终输出

下面详细介绍状态匹配算法的细节
首先,在所有过去状态,我们都记录其最优的核;然后,针对当前状态,我们运用加权欧式距离的方法做多次匹配
基于这两点,我们可以整合多个核获得最优结果
这个过程就像是一般的加权投票系统,并且它是有效的

4 仿真实验

接下来介绍模型的仿真实验
首先是选择典型的时变时间序列:Mackey-Glass时间序列
通过设置模型参数并随机生成初始长度的序列,之后采用Runge-Kutta法来生成完整序列
下图展示SMMK-RBF模型的预测效果
图中蓝实线和红虚线分别表示系统输出和模型预测输出,两条线相似验证了模型的有效性

为了比较我们提出的模型和其他模型,我们做了更多的数值实验
所有的实际时间序列数据从UCI Machine Learning Repository获得。我们定义了均方差根作为评估模型的衡量标准
其他对比选用固定参数的多核RBF模型、有300个节点的极限学习机、K近邻模型和OLS-RBF模型。从仿真结果可以看出,SMMK-RBF有最佳的效果

5 讨论

为了保证模型的鲁棒性,在每时刻,我们是调整所有核的权重并带有遗忘因子,而不是直接转换到最优核
然而,由于我们仅仅是关注于已存在的系统动态特性,所以未能覆盖到不可预见的特性
在以后的工作中,我们将分析不同核函数在特定应用场合的适用性,并建立混合模型

基于状态匹配的多核RBF模型相关推荐

  1. python地图匹配_基于隐马尔科夫模型(HMM)的地图匹配(Map-Matching)算法

    1. 摘要 本篇博客简单介绍下用隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model, HMM)来解决地图匹配(Map-Matching)问题.转载请注明网址. 2. Map-Matching(MM ...

  2. 基于隐马尔科夫模型的道路匹配

    随着导航定位.移动互联网等技术的快速发展,手机.车载定位装置等设备都可以进行地理空间数据采集.这些不同类型的地理空间数据往往能反映出某种规律.以时空轨迹为例,这些新形式的泛在地理空间数据,能够反映个体 ...

  3. 基于Unity的软光栅实现(3):基于Job system的多核加速光栅化

    文章目录 系列文章导航 拥抱CPU多核计算 Job System简介 ParallelFor Job JobRasterizer 数据准备:JobRenderObjectData 缓冲区表示和Clea ...

  4. 重磅直播 | PointDSC:基于特征匹配的点云配准方法(CVPR2021)

    大家好,本公众号现已开启线上视频公开课,主讲人通过B站直播间,对3D视觉领域相关知识点进行讲解,并在微信群内完成答疑. 本期由香港科技大学计算机系白旭阳博士分享,分享的主题为<基于特征匹配的鲁棒 ...

  5. ACL 2019开源论文 | 基于图匹配神经网络的跨语言知识图对齐

    作者丨王文博 学校丨哈尔滨工程大学硕士生 研究方向丨知识图谱.表示学习 动机 在本篇文章之前,跨语言知识图谱对齐研究仅依赖于从单语知识图谱结构信息中获得的实体嵌入向量.并且大多数研究将实体映射到低维空 ...

  6. HALCON基于形状匹配详解

    HALCON基于形状的模板匹配详细说明 很早就想总结一下前段时间学习HALCON的心得,但由于其他的事情总是抽不出时间.去年有过一段时间的集中学习,做了许多的练习和实验,并对基于HDevelop的形状 ...

  7. react 使用 mobx_如何使用React和MobX状态树构建基于状态的路由器

    react 使用 mobx by Miles Till 由Miles Till 如何使用React和MobX状态树构建基于状态的路由器 (How to build a state-based rout ...

  8. 论文浅尝 | 基于图匹配神经网络的跨语言知识图对齐 (ACL 2019)

    本文转载自公众号:PaperWeekly.作者:王文博,哈尔滨工程大学硕士生,研究方向为知识图谱.表示学习. 动机 在本篇文章之前,跨语言知识图谱对齐研究仅依赖于从单语知识图谱结构信息中获得的实体嵌入 ...

  9. 基于隐马尔可夫模型的有监督词性标注

    转载自:http://blog.csdn.net/xum2008/article/details/38309605 词性标注(Part-of-Speech tagging 或 POS tagging) ...

最新文章

  1. “刚毕业1年,做Python能挣多少?”网友:吹的不多..
  2. 23.C语言中#if 0,#if 1,#else,#endif的作用
  3. php对字符串进行编码,PHP如何使用convert_uuencode()函数对字符串进行编码?
  4. (转载)VS2010/MFC编程入门之四(MFC应用程序框架分析)
  5. 神经网络人口预测matlab,BP神经网络预测(人口)程序(matlab)
  6. 大型企业网络配置系列课程详解(八) --VoIP的配置与相关概念的理解
  7. 简单内网映射到公网方法--免费
  8. JavaScript DOM 编程艺术(第2版)读书笔记 (7)
  9. 用TCP/IP实现自己简单的应用程序协议:成帧器部分
  10. [渝粤教育] 中国地质大学 计算机组成原理 复习题 (2)
  11. MODI中的OCR模块
  12. C语言实现模拟银行存取款管理系统课程设计(纯C语言版)
  13. 【割点 dfs】UVALive - 7456 Least Crucial Node
  14. Matlab-输出函数表达
  15. 华为电脑Linux进pe,华为 matebook X Pro怎样用PE重装系统win10
  16. betapubgmobile服务器维护,pubg mobile beta测试版
  17. zoom手机设置分组讨论,zoom分组讨论功能在哪里
  18. Clickhouse与Doris的区别
  19. 差错控制(检错编码、纠错编码)
  20. 使用xlsx.js完成Excel批量数据导入

热门文章

  1. windows ce 安装java,Windows环境下JDK安装和配置
  2. Chilling Showers
  3. 计算机考研考哪些科目
  4. 怎么制作微信表情包?这两种方法,亲测好用
  5. EclipsePHP Studio安装使用教程
  6. 关于上海居住证-我们不得不说的实情![转]
  7. c# Thread、ThreadPool、Task有什么区别,什么时候用,以及Task的使用
  8. 教女朋友学Python——编程是什么
  9. Mysql之更新数据_UPDATE
  10. 【Spring从入门到出家】6 -声明式事务(完整项目版-整合Mybatis)