基于模糊双曲正切模型的回声状态网改进及其应用研究

发布时间：2017-05-08 19:16

  本文关键词：基于模糊双曲正切模型的回声状态网改进及其应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：回声状态网是一种改进的递归神经网络。它使用随机稀疏连接的储备池代替传统递归神经网络的隐含层,用储备池单元来对输入进行高维、非线性的表示。储备池的生成过程独立于回声状态网的训练过程,因而只需采用线性方法训练输出权值,极大的简化了网络的训练过程。为了进一步提高回声状态网的性能,本文主要研究回声状态网参数之间的关系,并开展对回声状态网的改进研究。首先,泄露积分型回声状态网(Leaky-ESN)是一种改进的回声状态网,对于学习慢变化的动态系统,已经被证明是有用的。但是LeakyESN的参数间存在复杂的非线性关系,它的参数取值没有很好的指导原则,初学者很难一下给出合适的值。为了使Leaky-ESN有更好的建模能力,本论文通过仿真实验研究储备池的大小和稀疏度与建模精度的关系。本论文不仅给出了它们关系的定性描述,而且通过最小二乘拟合法给出了定量描述。其次,充分利用模糊双曲正切模型和回声状态网的优点,提出了基于模糊双曲正切模型的回声状态网(FH-ESN)。由于回声状态网和模糊双曲正切模型的状态更新方程相类似,可以利用模糊双曲正切模型来解释回声状态网储存的有用信息,使回声状态网具有可解释性,并且这种改进方法提高了建模精度。FH-ESN模型把输入、状态和输出分离开来,这更有利于控制器的设计。最后,利用改进的回声状态网对典型的非线性时间序列进行预测,特别是对光伏发电量的预测。与标准回声状态网进行对比,本论文提出的方法具有更好的预测性能。
【关键词】：回声状态网 模糊双曲正切模型 时间序列预测 状态更新方程 光伏发电量预测
【学位授予单位】：渤海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP183
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 课题研究的背景11
• 1.2 回声状态网的国内外研究现状11-14
• 1.3 本文的主要研究内容、意义和章节安排14-16
• 2 回声状态网16-39
• 2.1 回声状态网的数学模型16-19
• 2.1.1 回声状态网的模型结构16-17
• 2.1.2 标准回声状态网的基本原理17-18
• 2.1.3 泄露积分型回声状态网的基本原理18-19
• 2.2 回声状态网模型的重要参数19-20
• 2.3 储备池的建立和模型的训练学习过程20-22
• 2.3.1 储备池的建立20
• 2.3.2 回声状态网的训练过程20-21
• 2.3.3 回声状态网的误差评估21-22
• 2.4 回声状态网模型的参数关系22-38
• 2.4.1 Mackey-Glass混沌时间序列22-31
• 2.4.2 不规则正弦时间序列31-38
• 2.5 本章小结38-39
• 3 模糊双曲正切回声状态网39-59
• 3.1 模糊双曲正切模型39-41
• 3.2 基于模糊双曲正切模型的回声状态网改进41-47
• 3.2.1 FH-ESN模型41-42
• 3.2.2 FH-ESN模型的稳定性42-43
• 3.2.3 FH-ESN模型的实现和优化43-47
• 3.3 仿真实验和数据分析47-53
• 3.3.1 不规则正弦序列48-51
• 3.3.2 MG混沌时间序列51-53
• 3.4 基于FHM的回声状态网的参数优化53-58
• 3.4.1 不规则正弦序列54-56
• 3.4.2 MG混沌时间序列56-58
• 3.5 本章小结58-59
• 4 基于改进回声状态网的光伏发电输出功率的预测59-67
• 4.1 光伏发电量预测的发展现状和研究意义59-60
• 4.2 光伏发电量的影响因素和预测原理60-64
• 4.2.1 影响光伏发电量的环境因素60-63
• 4.2.2 光伏发电量预测的原理63-64
• 4.3 改进的回声状态网应用于光伏发电量预测64-65
• 4.4 仿真性能比较和分析65-66
• 4.5 本章小结66-67
• 总结与展望67-68
• 参考文献68-74
• 发表论文情况74-75
• 致谢75-76

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵建丛,康彤;非定常线性双曲方程的差分──间断Galerkin方法及其稳定性[J];北京广播学院学报(自然科学版);1999年01期

2 龚健虎;;基于双曲游散牵引的飞行异常操作数据挖掘[J];控制工程;2014年04期

3 陈宁;周艳伟;刘云鹤;;普通图片在双曲极限圆中的旋转压缩排列[J];小型微型计算机系统;2010年09期

4 陈宁;李子川;;双曲极限圆映射广义M集[J];小型微型计算机系统;2008年03期

5 吴志军,马兰,杨义先;双曲正切变换在VLSI设计中的研究应用[J];中国民航学院学报;2003年01期

6 朱开成,朱正和,唐慧琴;双曲余弦平方高斯光束的传输特性研究[J];激光技术;2002年03期

7 全永兵,张化光;广义模糊双曲正切模型及其逼近性研究[J];东北大学学报;2003年01期

8 郑素佩;封建湖;刘彩侠;;二维双曲守恒律标量方程的三阶CWENO-型熵相容算法[J];计算机应用;2012年10期

9 周计明;齐乐华;陈国定;;双曲正弦本构模型在ABAQUS软件上的实现方法仿真[J];系统仿真学报;2006年08期

10 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 王媛;白国良;;超大型双曲冷却塔的数值风洞研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

2 蒋贤龙;;驳接爪点式双曲斜切面椭圆形玻璃幕墙安装技术及质量控制[A];第五届全国钢结构工程技术交流会论文集[C];2014年

3 郝重涛;姚陈;张建中;;ATI介质中P波非双曲时差数值研究[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年

4 全永兵;张化光;;广义模糊双曲正切模型及其逼近性研究[A];2001系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 李亚兰;何谓“双曲综合征”[N];中国医药报;2001年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王林;部分双曲系统的拟跟踪性态与熵[D];河北师范大学;2016年

2 靳平;群代数的双曲模[D];华中师范大学;2011年

3 邹自然;双曲折现与时间一致投资决策[D];湖南大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 鲍慧;双曲面积偏差与加权Bergman空间中的若干问题[D];华侨大学;2015年

2 张芳;极限拟跟踪性质[D];重庆大学;2015年

3 齐红云;基于模糊双曲正切模型的回声状态网改进及其应用研究[D];渤海大学;2016年

4 仲鹏;类双曲壳的构建及应用[D];东北大学;2009年

5 严曼;高阶n维非线性伪双曲方程（组）的某些问题[D];广东技术师范学院;2013年

6 王子堂;双曲多项式B样条基的显式表示[D];浙江大学;2012年

7 张广大;拟双曲轨道的各种伪轨跟踪性[D];辽宁师范大学;2008年

8 张成鹏;图的弦性和双曲率[D];上海交通大学;2010年

9 李晓南;Q_p与双曲Q_p空间的新研究[D];汕头大学;2003年

10 曹政子;双曲方程的一种C~∞类型Levi条件[D];南京大学;2011年

  本文关键词：基于模糊双曲正切模型的回声状态网改进及其应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：351728