基于优化BP神经网络的新能源汽车锂电池SOH预测模型研究

基于优化后的反向传播神经网络，提出了一种新能源汽车锂电池SOH(状态健康)预测模型。该模型利用历史电池数据和当前电池参数作为输入，预测电池的SOH。为了优化模型性能，使用遗传算法对模型进行训练和优化，提高了预测精度和鲁棒性。试验结果表明，该模型能够在不同工况下准确预测锂电池的SOH,并且相对于传统方法具有更好的性能。基于优化BP神经网络的SOH预测模型具有广泛的应用前景，可以为新能源汽车锂电池的健康管理提供有力的支持。     

基于LSTM递归神经网络的番茄目标产量时间序列预测

番茄目标产量预测对于合理制定灌溉施肥制度以及减少水肥的浪费有着重要意义。以番茄历年产量数据为依据,提出了一种基于长短期记忆递归神经网络的番茄目标产量预测模型,包括模型设计、网络训练和预测过程实现等,将模型预测结果与自回归移动平均(ARIMA)、小波神经网络(WNN)、支持向量回归(SVR)3种时间序列预测模型进行对比,验证了所提出的LSTM递归神经网络预测模型在番茄目标产量预测中具有较高准确性。     

基于长短期记忆神经网络模型的地下水水位预测研究

利用长短期记忆神经网络(LSTM)构建地下水水位预测模型,解决了传统神经网络预测模型处理时序数据时未考虑时间序列的问题,同时采用多影响变量输入的方式弥补了简单时序模型处理数据时过于依赖时间的缺点。以泰安市岱岳区满庄镇姜家园村046J地下水位监测井为例,采用2001-2016年的监测资料与相关气候数据,利用长短期记忆神经网络构建了地下水水位预测模型,以控制变量的方法确定最优参数,对该井的地下水水位进行了预测,并与单变量LSTM神经网络、BP神经网络预测模型作对比。研究结果表明:基于多变量输入的LSTM神经网络模型能够通过少量历史数据准确的预测未来地下水水位变化情况,特别是在一些资料匮乏的地区,预测误差要显著低于参与对比的预测模型,预测均方根误差仅为2.052。因此,基于多变量的LSTM神经网络模型能够作为简单有效的地下水水位预测工具,为区域水资源管理提供一定的参考。     

基于BP神经元网络的锂电池温度预测

针对锂电池温度预测困难、精确度差等问题,研究小组提出一种基于神经网络的锂电池温度预测方法.首先通过锂电池温升特性实验平台对锂电池放电过程的热力学特性展开研究,通过分析选取SOC(电池荷电状态)、放电电流、环境温度等特征参量为输入参数,结合BP神经网络算法,搭建了基于实验与BP神经网络的电池表面温度快速预测模型,采用未参...     

基于GA-LSTM的酿酒葡萄霜霉病预测方法研究

随着我国贺兰山东麓地区葡萄园的大量兴建和大规模引种,各个葡萄园内出现了以霜霉病为典型的严重的病虫害问题。针对目前酿酒葡萄霜霉病精确预测手段缺乏的问题,提出一种基于遗传算法改进长期和短期记忆神经网络的预测模型。将遗传算法(GA)加入长短期记忆神经网络(LSTM)预测模型的参数调节环节中,通过优化算法代替人工手动调参在超参数搜索空间中不断迭代得到最优超参数组合最终确定模型。再建立基于霜霉病—气象时序数据的手动调参LSTM模型和BP神经网络模型,将三种模型在测试集上进行对比试验。GA-LSTM模型的预测结果均方根误差、均方误差、平均绝对误差分别为0.410 3、0.168 4、0.245 0,均小于LSTM模型和BP神经网络模型。预测结果表明LSTM在时间序列问题的应用中预测性能优于BP神经网络模型,使用遗传算法对LSTM模型的超参数选择环节进行优化,最终得到的超参数组合优于手动调参的LSTM模型得到的超参数组合。     

基于遗传对角回归神经网络的农机总动力预测

利用遗传算法强全局随机搜索特点,结合DRNN神经网络对非线性数据具有鲁棒性和自学习能力的优点,通过将历年农机总动力数据作为时间序列进行分析,建立DRNN神经网络预测模型对农机总量进行预测。本文采用遗传算法对DRNN神经网络进行训练,可克服基于梯度算法的神经训练算法的缺点,收敛速度快,可达到全局最优。通过与校验用数据的比较证明本文建立的预测模型具有较高的精度。     

基于SSA-ELM的锂离子电池寿命预测

锂离子电池的性能在循环充放电、环境温度变化、自身材料老化等情况下会不断退化,严重影响电池正常可靠运行。为了提高锂离子电池寿命预测的精准度,提出了一种基于麻雀搜索算法优化极限学习机的锂离子电池寿命预测模型。选用麻雀搜索算法SSA优化ELM的权值和阈值,既减小了由于ELM随机产生权值和阈值导致预测结果不准确和回归模型不稳定等缺点,又改善了全局搜索能力。实验采用NASA锂离子电池数据集,用均方根误差RMSE和相关指数R²作为评价标准,对所提模型(SSA-ELM预测模型)、BP神经网络模型和ELM模型的预测结果进行对比分析。实验结果表明,相比于传统神经网络模型,SSA-ELM算法泛化性能更好,预测精度更加准确可靠。     

基于海洋捕食者算法优化的长短期记忆神经网络径流预测

为提高径流预测精度,研究提出海洋捕食者算法(MPA)与长短期记忆(LSTM)神经网络相结合的径流预测方法.通过6个仿真函数对MPA、粒子群优化(PSO)算法进行测试,利用MPA优化LSTM隐藏层神经元数、训练次数等关键参数,基于主成分分析(PCA)降维和不降维处理分别建立PCA-MPA-LSTM、MPA-LSTM径流预...     

基于深度学习的多种农产品供需预测模型

为进一步提高农产品供需过程模拟与估算精度,本研究以自1980年以来国家级和省级的大量农业数据作为样本,充分考虑农产品品种、时间、收入、经济发展等因素影响,构建基于深度学习长短时记忆神经网络（Long Short-Term Memory Neural Network,LSTM）的多种农产品供需预测模型。模型在充分考虑机理性约束条件的前提下,利用深度学习算法在非线性模型分析预测中的优势,对稻谷、小麦、玉米、大豆、猪肉、禽肉、牛肉、羊肉、水产品等9种主要农产品供需进行分析预测。将基于本模型的2019—2021年产量预测结果与国家统计局公布数据进行对比验证,三年平均预测准确率96.98%,表明本研究构建的预测模型能够高效地反映隐性指标变化对预测结果的影响。该模型可以通过及时地监测农业运行数据,为多区域、跨期的农业展望工作提供智能化技术支持。     

基于SSA-LSTM的日光温室环境预测模型研究

构建日光温室环境预测模型,准确预测温室环境变化有助于精准调控作物生长环境,促进果蔬生长。而温室小气候环境数据多参数并存、耦合关系复杂,且具有时序性和非线性,难以建立准确的预测模型。针对以上问题,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化的长短期记忆网络(LSTM)温室环境预测模型,实现了温室环境数据的精准预测。实验结果表明,采用SSA自动进行参数选优的方式,解决了LSTM模型参数手动选择的难题,大幅缩短模型训练时间,且最优的网络参数能够发挥模型的最佳性能。对日光温室内空气温湿度、土壤温湿度、CO₂浓度和光照强度6种环境参数进行预测,SSA-LSTM平均拟合指数高达97.6%,相比BP、门控循环单元(GRU)、LSTM,其预测拟合指数分别提升8.1、4.1、4.3个百分点,预测精度明显提升。     

基于GWO-LSTM的设施蔬菜温室温度预测

温度是设施生产中作物生长的主要制约因素之一,提前预测温室温度对精准调控温室环境具有重要的指导意义。因此提出一种基于灰狼优化算法的长短期记忆网络模型预测温室温度,该模型利用灰狼优化算法(Grey Wolf Optimizer, GWO)对长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)模型参数进行调整优化。以江苏省农业科学院阳光板温室2020年9月23日—12月21日期间的试验数据对该方法进行验证。结果显示：在预测时间步长30 min时,GWO-LSTM的预测均方根误差、平均绝对误差、平均绝对百分比误差和决定系数分别为0.677 6、0.411 4、0.168 7和0.960 4。在预测时间步长60 min内,GWO-LSTM模型预测精度均高于标准LSTM和反向传播人工神经网络(Back Propagation Artificial Neural Network, BP-ANN)。说明所提出的GWO-LSTM模型能够准确地预测未来温室内温度变化,可为制定温室环境智能调控策略提供有效的数据支撑。     

基于BILSTM的棉花价格预测建模与分析

棉花市场价格指数波动是一个非常复杂的非线性系统,具有随机波动特性,容易受到气象、金融、政策和国际环境影响。在现有研究棉花价格的数据集特征的基础上如政策、国际环境、进出口、产量等,增加气候因素对棉花价格影响的数据特征如降水、日照、湿度等,并对数据进行收集、整理及预处理。基于棉花价格的波动特性,采用双向长短期记忆网络BiLSTM(bidirectional long short-term memory, BiLSTM)模型对棉花价格进行预测,使用长短期记忆网络LSTM(Long Short Term Memory Network, LSTM)和LightGbm模型进行对比试验。由于随机梯度下降(SGD)优化器在训练的过程中产生频繁波动,较多情况下得到的是局部最优值。采用SWA(Stochastic Weight Averaging)优化算法取SGD轨迹的多点简单平均值对SGD进行优化,避免SGD在梯度下降过程中的频繁波动问题,使其模型能将Loss和损失值收敛至全局最优,进一步提高训练的稳定性。试验结果表明:BILSTM模型能够很好地对测试集价格曲线进行拟合,误差值最小,价格预测精度较高;采用SWA算法优化的LSTM和BILSTM网络结构收敛至全局最优,平均绝对误差(MAE)分别提高18%和43%。该模型能够更精确地表现棉花市场价格波动规律,帮助棉花市场从业者和投资者优化经营策略。     

支持向量回归机在水质预测中的应用与验证

以干旱区浅水湖泊乌梁素海的多年实测pH值为例,在分析支持向量回归机算法（ε-SVR）核函数选取的基础上进行了回归分析及预测,并与线性回归、BP神经网络、RBF网络等算法进行了比较。研究结果显示：：（1） 基于径向基核的支持向量回归机模拟效果优于其它核函数;（2）ε-SVR模拟结果与线性回归（LR）、BP神经网络和RBF网络等算法模拟结果相比,其拟合精度与预测精度均比其它三种方法要高。计算结果充分证明了支持向量回归机有较强的学习能力和泛化能力且该方法可以应用于水质预测研究。     

基于历史行为数据估算电池包容量的研究

随着电动汽车产业的快速发展,用户对电动汽车容量关注度越来越高,而电池包容量估算的精确度直接关系到续航里程的长短和电池健康状态评估的准确性。鉴于此,提出利用XGBoost集成学习方法,结合电动汽车上传历史数据,估算电池容量。相比较于通过实验测定的方法确定当前电池包容量,更加省时省力。由最后的训练结果模型也可以看出,基于XGBoost方法估算的容量已经达到足够的准确性,满足实际需求。     

基于神经网络的农业病虫害损失预测

鉴于农业病虫害经济损失的预测具有较强的复杂性和非线性特性,设计了一种新型的GRNN预测模型,对农业病虫害经济损失进行预测.该模型基于人工神经网络捕捉非线性变化独特的优越性,在神经网络技术和江苏省气象局提供的数据的基础上,利用MATLAB人工神经网络工具箱及GRNN广义回归神经网络建立预测模型,来提高农业病虫害经济损失预测的精度.预测结果表明,该方法建立的模型可以实现对病虫害经济损失的预测,且其预测精度较高.     

基于改进神经网络算法的蛋鸡产蛋率预测研究

为提高蛋鸡产蛋率预测效果,采用改进神经网络算法.首先依据神经网络误差与动态因子来优化神经网络权值,神经网络自适应学习速率在算法运行前期较大从而加快学习,后期迅速减小,加速收敛,减小误差,提高网络训练精度;接着神经网络的激活函数采用修正线性激活函数ReLu,使得计算速度加快;然后建立预测模型以及产蛋率预测评价指标;最后给...     

基于VMD-GPR的锂离子电池健康状态预测研究

为了对动力锂离子电池进行更好维护和管理,本文提出一种基于变分模态分解和高斯过程回归的锂离子电池健康状态(State of Health,SOH)预测方法。首先利用变分模态分解方法对原始训练数据集进行分解,可以生成固定个数的子训练集;然后在每个子集上训练高斯过程回归模型;最后利用自适应提升算法对训练的多个GPR模型进行集成,得到最终的预测模型。算例分析结果表明,所提出的VMD-GPR方法在预测锂离子电池SOH时,具有较好的准确率和广阔的应用前景。     

基于布谷鸟搜索算法优化LSTM的大坝变形预测

对大坝变形进行合理分析和准确预测是确保大坝安全运行的重要手段.大坝变形监测数据具有趋势性、周期性、随机性和非线性等特性,现有的机器学习模型大都基于大坝变形监测数据的非线性特点进行构建,而忽略了监测数据还具有趋势性和周期性的线性特征.提出了一种大坝变形预测模型,通过采用布谷鸟搜索算法(CS)对长短期记忆人工神经网络(LSTM)进行优化,再基于物联网传感器的实时监测数据,使用局部加权回归的周期趋势分解方法(STL)将数据分解成趋势分量、周期分量和余项分量,采用优化后的LSTM模型对趋势分量和余项分量分别进行预测,并通过简单周期估计方法进行计算,将3个分量的预测结果求和后得到最终变形预测结果.试验选取浙江利山水库开展变形预测研究,结果表明：STL-CS-LSTM模型的水平和沉降变形预测精度都高于其他模型,水平位移预测精度由高到低依次为LSTM模型、支持向量回归模型SVR和人工神经网络模型ANN,沉降预测精度由高到低依次为ANN模型、LSTM模型、SVR模型.     

基于X射线成像与卷积神经网络的核桃内部品质检测

针对目前我国核桃内部品质混杂、不易检测等问题,提出利用X射线成像技术结合卷积神经网络对核桃内部品质进行快速检测.对获取的核桃X射线图像进行预处理和数据扩充,采用GoogLeNet、ResNet 101、MobileNet v2和VGG 19共4种迁移学习模型构建卷积神经网络,对核桃数据集进行训练.通过预测集准确率、预测...     

基于RBF神经网络的农机企业顾客满意度测评研究

提出一种基于RBF神经网络的农机企业顾客满意度测评模型,它是一种典型的局部逼近神经网络,可快速完成对样本的学习与拟合,对于数据较多的情况非常适用。网络最终测评结果较BP神经网络更有效、更准确。实例证明该神经网络测评模型收敛速度快、预测精度高,为农机企业顾客满意度测评提供了实用的方法。