当前位置:主页 > 科技论文 > 自动化论文 >

基于SCAD-ESN的时间序列预测模型

发布时间:2018-05-14 11:14

  本文选题:混沌时间序列预测 + 回声状态网络 ; 参考:《工程科学与技术》2017年06期


【摘要】:回声状态网络(ESN)是一种重要的时间序列预测方法,但在训练数据存在噪声或野点情况下,ESN将会出现过拟合问题。针对该问题,提出基于平滑消边绝对偏离罚函数的回声状态网络(SCAD-ESN)模型。不同于在模型中加入岭回归、L1范数罚函数及小波降噪等常规方法,该模型利用SCAD罚函数对变量进行选择,将小变量置为零以满足变量稀疏性,将大变量直接置为常数,从而能够很好地解决ESN过拟合问题并满足近似无偏估计。对于SCAD罚函数的非凸函数优化问题,提出基于局部二次近似(LQA)的求解方法,将最小角回归(LQR)方法用于SCAD罚函数求解,避免了计算量巨大的问题。使用基于粒子群优化(PSO)的超参数选取方法快速确定平滑消边绝对偏离 回声状态网络模型的超参数,克服利用经验选取超参数时存在的盲目性较大且难以确定整体最优的超参数问题。混沌系统数值仿真和网络流量仿真结果表明,相对于常规模型,该模型能有效地降低测试误差,从而克服过拟合问题。
[Abstract]:Echo state network (ESNN) is an important time series prediction method, but if there is noise or outliers in the training data, the ESNN will be overfitted. To solve this problem, a SCAD-ESN-based echo state network model based on smooth edge-elimination and absolute deviation penalty function is proposed. Different from the conventional methods such as ridge regression L1 norm penalty function and wavelet denoising, the model uses SCAD penalty function to select variables, sets small variables to zero to satisfy the sparsity of variables, and places large variables directly as constants. Thus, the problem of ESN overfitting can be solved well and the approximate unbiased estimation can be satisfied. For the non-convex function optimization problem of SCAD penalty function, a method based on local quadratic approximation (LQA) is proposed. The minimum angle regression method is used to solve the SCAD penalty function, which avoids the problem of huge computation. Based on particle swarm optimization (PSO), the super-parameter selection method is used to quickly determine the superparameters of the smooth edge-free absolute deviation from the echo state network model. In order to overcome the problem of blind and difficult to determine the global optimal hyperparameter when using experience to select superparameters. The simulation results of chaotic system and network traffic show that compared with the conventional model, the proposed model can effectively reduce the test error and overcome the problem of over-fitting.
【作者单位】: 河南科技大学网络与通信技术研究所;河南科技大学网络信息中心;河南科技大学数学与统计学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(11501067) 赛尔网络下一代互联网技术创新项目资助(NGII20150508)
【分类号】:TP18

【相似文献】

相关期刊论文 前6条

1 李恬鉴;张秉铎;凌培亮;;罚函数参数优化设计法及其在可控硅多环调速系统动态设计中的应用[J];电气传动;1985年06期

2 蔡伟建;李津蓉;;一种基于罚函数的数据协调模型[J];传感技术学报;2007年01期

3 郭一楠;程健;杨梅;;支持向量回归超参数的混沌文化优化选择方法[J];控制与决策;2010年04期

4 杨斌,聂在平;一种支持向量回归中超参数自适应方法[J];广西师范大学学报(自然科学版);2003年01期

5 金添;周智敏;宋千;常文革;;基于证据框架的模糊超球面支持向量机超参数优化[J];应用科学学报;2007年03期

6 宋杰;;一种新的无参数支持向量机分类器[J];计算机工程;2007年23期

相关会议论文 前1条

1 李洁;高峰;管晓宏;周佃民;;支持向量回归学习方法中基于稳定型GA的超参数选择[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年



本文编号:1887635

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/1887635.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7538d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com