基于局域支持向量机的海浪水压场混沌预测new

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1、第20卷第23期系统仿真学报©Vol.20No.232008年12月JournalofSystemSimulationDec.,2008基于局域支持向量机的海浪水压场混沌预测112单志超，林春生，向前(1.海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033；2.海装武汉局701代表室湖北武汉430000)摘要：针对海浪水压场的短时平稳性，采用局域支持向量机进行预测滤波。首先分析了海浪水压场信号的混沌特性，并根据其混沌特性，提取训练空间中与当前相点的行为特征密切相关的最近邻点作为训练样本对支持向量机进行训练，减

2、少了训练样本的数目，节省了网络学习时间，从而可实时对网络参数进行更新，使支持向量机能够跟随海浪的变化。实际计算表明这种算法能够以较快的学习速度和较高准确度实现海浪预测，能够克服由于海浪的短时平稳性所带来的随时间的增长预测精度下降的问题。关键词：海浪水压场；支持向量机；混沌预测；短时平稳中图分类号：TP391.41文献标识码：A文章编号：1004-731X(2008)23-6470-03ChaosPredictionofWaveHydrodynamicPressureSignalsBasedonLoca

3、lSupportVectorsMachine112SHANZhi-chao,LINChun-sheng,XIANGQian(1.Dept.ofWeaponryEngineering,NavalUniv.ofEngineering,Wuhan430033,China;2.NavalDeputyof701InstituteWuhan430033,China)Abstract:Duototheshort-timestabilityofwavehydrodynamicpressure,apredictionf

4、ilteringmethodoflocalsupportvectormachine(LSVM)wasproposed.Firstlythechaoscharacterofwavehydrodynamicpressuresignalwasanalyzed,andthenthenearestsampleswhichwereintimatelyconnectedwiththecurrentphasepointinbehaviouraltraitwereextractedfromthetrainingspac

5、etotraintheSVM.Thenthenumberoftrainingsampleswasreduced,anditsavedthenetlearningtime.SotheSVMnetparameterscouldbereal-timelyrenewedandmadetheSVMfellowthewavechanging.Thecalculationresultsshowthemethodcanrealizetheaccuratefastpredictionwithshorttrainingt

6、ime.Atthetime,itcanovercomethepredictionaccuracydescentfortheun-stabilityascentwiththetimeescaped.Keywords:wavehydrodynamicpressure;supportvectormachine;chaosprediction;short-timestability*要方法，它能够通过单一的系统输出时间序列来构造一组表引言征原系统动力学特性的坐标分量，从而近似的恢复系统的混海浪所引起的海面和水

7、体的起伏运动必然导致海底的沌吸引子。对得到的时间序列{()}xiN，进行相空间重构，i=1水压发生相应的变化，这种海底水压的变化称之为海浪水压重构后的相轨迹为[1]场。而当舰船等从海面经过时，也会引起海底的水压发生XX={()}iNm−−(1)τi=1变化，通过检测重要航道和特定区域海底水压的变化可以判Nm−−(1)τ=++{(),(xixiττ),",(xi(m−1))}i=1(1)断有无舰船等目标出现。而这其中最重要的是能对海浪水压其中N为时间序列的采样点数，τ为延迟时间，m为嵌入场进行准确可靠的

8、预测，因此研究海浪水压场的预测方法具[4]维数。下面对海浪水压场的延迟时间τ和以及嵌入维数m有较为重要的意义。进行计算。针对大量的海浪水压场信号的分析表明,海浪水压场1.1海浪水压信号的时延估计具有混沌的特征，因此充分利用海浪水压场的混沌特性可在一定程度上提高对海浪水压信号的预测精度。文献[2]使用了延迟时间τ对相空间重构质量有着重大影响，若τ太AR线性模型对海浪水压场进行了预测研究，文献[3]使用非小，则重构的坐标之间不可分辨，携带大量多余的信息，构线