基于相空间重构的神经网络太阳黑子预测模型-论文.pdf

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1、第3l卷第1期计算机仿真2014年1月文章编号：1006—9348(2014)01—0395—04基于相空间重构的神经网络太阳黑子预测模型任晶，曾庆山，隗仁然(郑州大学电气工程学院，河南郑州450001)摘要：太阳黑子数目的变化对地球的气候、农业、通信、导航等方面影响巨大，因此对太阳黑子数目进行预测具有十分重要的意义。针对太阳黑子时间序列的混沌特性，引入相空间重构理论，将一维时间序列重构为多维时间序列，并与具有极强非线性拟合能力的神经网络模型相结合，分别建立了基于相空间重构的RBF神经网络和BP神经网络的太阳黑子时间序列预测模型，并在MATLAB环境下进行预测仿真。仿真结果表明，建立的模型

2、具有较高的预测精度，可用于太阳黑子时间序列预测。关键词：神经网络；相空间重构；太阳黑子时间序列；建模；预测中图分类号：wl7+．6文献标识码：BNeuralNetworkForecastingModelforSunspotsTimeSeriesPredictionBasedonPhaseSpaceReconstructionRENJing，ZENGQing—shan，WEIRen—ran(InstituteofElectricalEngineering，ZhengzhouUniversity，ZhengzhouHenan450001，China)ABSTRACT：Thechangeofth

3、eSunspotstimeserieshasahugeimpactontheearth，suchascommunication，navi-gation，climate，agriculture，etc，SOthepredictionofSunspotstimeserieshasvitalsignificance．ThechaostheoriesandphasereconstructionwereintroducedintoSunspottimeseriesforecasting，andtheSunspotstimeserieswereex-pendedtomultivariatetimese

4、ries．Basedonmuhi-dimensionSunspotstimeseries，phasereconstructionandneuralnetworkmodelwerecombinedtoestablishtheSunspotstimeseriesforecastingmode1．Theresultsshowthatusingnonlinearphasespacereconstructionwithneuralnetworktopredictsunspotschaotictimeserieshashigherpredictionaccuracy·KEYWORDS：Neuralne

5、twork；Thephasespacereconstruction；Sunspotstimeseries；Modeling；Predictions1引言研究新的方法。太阳黑子是太阳活动中最基本的现象，它是在太阳的光近年来，针对太阳黑子数预测，很多学者做了大量的工球层上发生的一种太阳活动，对国防和国民经济的诸多领域作。刘丽杰，李盼池等提出一种基于离散输入的过程神经网都有一定的影响，因此历来世界各国都十分重视对太阳黑子络模型及学习算法，该神经网络模型结构较为简便，但是活动的预测工作，以便能够采取防范性措施，避免意外和灾计算复杂，训练结果误差较大，精度较低；赵青，梁娟等采用难性事故发生。遗传BP

6、神经网络，结合了BP神经网络与遗传算法的优点做混沌(Chaos)目前普遍定义为广泛存在于连续或离散的出预测，学习效率较高，有较好的记忆性，但是预测结果并不确定性系统中的无规则运动，主要表现为对系统初始值微小理想；张海望提出的基于小波消噪的BP神经网络预测方变化的敏感性。在离散系统中，混沌常以时间序列的形式存法，有效地去除了径流序列中的噪声，使模型预测精度有了在。太阳黑子时间序列已经被证明是一个低维的混沌时间很大的提高，但由于BP算法易限于局部极小值，学习过程收序列J。太阳黑子数的月均值时间序列具有非线性特征，预敛速度慢，隐层和隐层节点数较难确定等因素，该方法也有测难度较大，中、长期预报多以

7、平滑的黑子数月均值为预报一定的局限性；赵海娟，王家龙等直接采用RBF神经网络量。混沌时间序列的自身特点限制了传统方法的应用，需要进行预测，取得了一定的成果，但是精度较低。为了提高预测的精确度，针对太阳黑子的混沌特性，通基金项目：河南省科技攻关项目(122102210102)过相空间重构恢复太阳黑子的混沌吸引子，并使用c—c算收稿日期：2013—03—20修回日期：2013—04—24法求取重构参数，可以较好地还原太阳黑子