【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及偏最小二乘法在绞吸式挖泥船众多能耗影响因素中提取主成分的应用,属于疏浚工程领域。
技术介绍
在实际疏浚作业中,科研人员通过相应的设备记录到大量的数据,以便进行分析寻找规律。多变量、大样本无疑会为科学研究提供丰富的信息,但在大多数情况下,许多变量之间存在的相关性增加了问题分析的复杂性。因此需要找到一个合理的方法,在减少分析变量的同时,尽量减少原变量包含信息的损失,对所收集的资料做全面的分析。偏最小二乘法就是这样一种方法,它可以在众多变量中,找出少数几个综合性变量,来反映原来因变量及自变量所反映的主要信息,使问题简化。偏最小二乘法的作用在于:①能降低所研究的数据空间的维数提取的主成分对原始变量系统有很好的解释能力构造回归模型,可以用于能耗预测分析;④可以对变量进行分类。偏最小二乘法(Partial least squares, PLS)是一种先进的多元回归分析方法,主要用来解决多元回归分析中变量多重相关性及自变量多于样本变量等实际问题。通过将自变量和因变量的高维数据空间投影到相应的低维特征空间,分别得到自变量和因变量的相互正交特征向量,再建立自变量和因变量特征向量的一元线性回归关系。与主成分分析(Primary Component Analysis, PCA)相比较:在PCA中,首先它完全撇开因变量,单独考虑对自变量系统提取主成分,这就有可能导致主成分对因变量的相关性很低,从而导致自变量与因变量的相关性分析不合理;而PLS是从原有自变量中提取相互正交的成分,成分提取时既考虑了与因变量的相关性,使成分与因变量的协方差达到最大,也考虑了与自 ...
【技术保护点】
一种基于偏最小二乘法的疏浚作业能耗影响因素主成分提取方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤(1):收集影响绞吸式挖泥船能耗因素变量的数据资料,确定p个分析能耗变量,列出因变量与自变量样本矩阵;其中,p为正整数; 步骤(2):对样本矩阵进行标准化处理; 步骤(3):根据标准样本矩阵,分别计算矩阵的最大特征值所对应单位特征向量,得自变量和因变量的第一个主成分; 步骤(4):计算缩减后标准样本数据的残差矩阵,重复步骤(3),依次求出其他主成分; 步骤(5):根据提取主成分终止判断准则,依次计算出主成分对自变量、因变量信息的解释能力; 步骤(6):确定主成分个数; 步骤(7):将标准化处理后的样本矩阵数据带入提取各主成分表达式,分别计算出各主成分的变量。
【技术特征摘要】
1.一种基于偏最小二乘法的疏浚作业能耗影响因素主成分提取方法,其特征在于包括以下步骤: 步骤(1):收集影响绞吸式挖泥船能耗因素变量的数据资料,确定P个分析能耗变量,列出因变量与自变量样本矩阵;其中,P为正整数; 步骤(2):对样本矩阵进行标准化处理; 步骤(3):根据标准样本矩阵,分别计算矩阵的最大特征值所对应单位特征向量,得自变量和因变量的第一个主成分; 步骤(4):计算缩减后标准样本数据的残差矩阵,重复步骤(3),依次求出其他主成分;步骤(5):根据提取主成分终止判断准则,依次计算出主成分对自变量、因变量信息的解释能力; 步骤(6):确定主成分个数; 步骤(7):将标准化处理后的样本矩阵数据带入提取各主成分表达式,分别计算出各主成分的变量。2.根据权利要求1所述的基于偏最小二乘法的疏浚作业能耗影响因素主成分提取方法,其特征在于所述步骤(1 )中的样本矩阵如下: 设对P个自变量X1, X2,...Xp和q个因变量yu y2,...y,行了 η次观测,分别记自变量与因变量的“样本点X变量”型的数据矩阵为: X = (Xij)nxp = (X1, X2,...Xp), i = I, 2..., η ; j = 1,2,...p Y = (Yij)nXq = (Yd Υ2)...yq)) i = I, 2..., η ; j = 1,2,...q。3.根据权利要求1所述的基于偏最小二乘法的疏浚作业能耗影响因素主成分提取方法,其特征在于所述步骤(2)中矩阵标准化处理如下: 记标准化后的数据矩阵为: 4.根据权利要求1所述的基于偏最小二乘法的疏浚作业能耗影响因素主成分提取方法,其特征在于所述步骤(3)中第一个主成分提取的...
【专利技术属性】
技术研发人员:李凯凯,许焕敏,周玉刚,穆乃超,
申请(专利权)人:河海大学常州校区,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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