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异常数据检测及其在神经模糊建模中的应用

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厦门大学学位论文原创性声明及著作权使用声明

第一章绪论

1.1异常数据定义

1.2异常数据存在对软计算建模的影响

1.3本文主要内容

1.4论文内容安排

第二章异常数据研究

2.1异常数据发现的基本概念

2.2分析异常数据的意义

2.3现有异常数据的检测方法.

2.3.1基于统计的方法

2.3.2基于距离的方法

2.3.3基于偏差的方法

2.3.4基于密度的算法

2.4现有异常检测算法小结

第三章异常数据对ANFIS建模的影响

3.1基于减法聚类的自适应神经模糊推理系统(anfis)

3.1.1减法聚类

3.1.2ANFIS

3.1.3由减法聚类形成模糊规则

3.2异常数据对ANFIS建模的影响

第四章异常数据检测的两种改进算法

4.1基于局部最大距离的异常数据检测

4.1.1局部稀疏系数算法

4.1.2基于局部最大距离(LMD)的孤立点检测算法

4.1.3程序设计

4.2基于相似系数和的异常数据检测法

4.3实例分析

第五章基于PCA(主成分分析)和PLS(偏最小二乘)的异常数据检测方法

5.1数据表及其处理

5.1.1样本点空间

5.1.2变量空间

5.1.3数据的标准化处理

5.2主成分分析(pca)法

5.2.1提取主成分的基本思路

5.2.2计算方法

5.2.3主成分分析的性质与特点

5.2.4主成分分析异常数据检测法

5.3实例分析

5.4偏最小二乘(PLS)分析法

5.4.1偏最小二乘简介

5.4.2建模原理

5.4.3计算方法

5.4.4交叉有效性

5.4.5偏最小二乘异常数据检测法

5.5主成分分析与偏量小二乘分析的比较

第六章异常数据检测在ANFIS建模中的应用

6.1铅酸蓄电池剩余电量建模数据异常检测

6.1.1蓄电池剩余电量建模

6.1.2异常数据对SOC建模精度的影响

6.1.3不同异常数据检测方法及其比较

6.2飞机油箱剩余油量软测量建模研究

6.2.1飞机油箱剩余油量测量建模

6.2.2异常数据对飞机油箱剩余油量建模的影响

6.2.3不同异常数据检测方法及其有效性

6.3工业测量数据异常检测流程

总结与展望

参考文献

硕士期间发表的论文

致谢

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摘要

近年来,基于神经网络与模糊逻辑的神经模糊建模已经被用于将专家领域知识转化为计算机表达的知识建模,其中最突出的方法是Jang于1993年提出的自适应神经模糊建模(ANFIS)方法。一般应用ANFIS建模的数据都是清洁的或者假定清洁的,如果数据是清洁的,可能比较容易达到满意的结果;但是如果数据是不清洁的,即含有异常数据,那么它们必然对ANFIS建模产生不利影响。 本文所做的工作是对蓄电池剩余电量数据和飞机油箱剩余油量数据进行异常数据检测并应用ANFIS建模。首先对异常数据的定义及常用异常数据检测方法做了综述,举例阐述了分析异常数据的意义,分析了现有异常检测算法的优点和不足。然后通过一个函数逼近实例分析了异常数据存在对ANFIS建模的不利影响,包括建模精度和模型结构的对比说明。接着,提出了两种基于传统方法的改进算法和针对以上两个实例数据特征的偏最小二乘检测法和主成分分析检测法。其中,详细说明了主成分分析法与偏最小二乘法的检测原理和步骤。最后,文章对两个建模实例进行了详细分析,对比了异常数据存在与否对两个模型精度和结构的影响和应用上述四种异常数据检测方法效果。结果证明了主成分分析法和偏最小二乘法是针对这两类数据集的最有效的异常检测算法。 本文的创新点在于分析了异常数据对ANFIS建模的影响,采用了主成分分析和偏最小二乘这两种有效的异常检测算法,这两种方法能够在多变量并且变量相关的情况下,准确找出异常数据。

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