[發(fā)明專利]一種基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型構(gòu)建方法

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• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114154268A
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃程卓;孫衛(wèi)紅;邵鐵鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06N3/00;G06N3/04;G06N3/08;G06Q10/04;G06Q50/04
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1.一種基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取蠶繭真空水浴工藝解舒數(shù)據(jù)集D＝(X,Y)，所述蠶繭真空水浴工藝解舒數(shù)據(jù)集包括繭質(zhì)定量特性、真空水浴工藝設(shè)計數(shù)據(jù)及蠶繭解舒率；

S2：將所述蠶繭真空水浴工藝解舒數(shù)據(jù)集D＝(X,Y)進行標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理，將所述蠶繭真空水浴工藝解舒數(shù)據(jù)集按7:3的比例隨機劃分為用于構(gòu)建解舒率預(yù)測模型的訓(xùn)練樣本集N與用來驗證模型預(yù)測效果的測試樣本集M；

S3:設(shè)定LSSVM初始參數(shù)并建立蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率LSSVM初始模型，利用所述蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率LSSVM初始模型對所述訓(xùn)練樣本集N進行預(yù)測；

S4：采用改進的麻雀搜索算法LSSA對訓(xùn)練樣本集預(yù)測結(jié)果進行參數(shù)優(yōu)化，得到最優(yōu)超參數(shù)組(γ^*,σ^2*)，從而建立基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型；

S5:進行測試樣本集M預(yù)測測試，得到工藝參數(shù)組合設(shè)計的解舒率預(yù)測值，衡量基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型對蠶繭解舒率的預(yù)測效果。采用決定系數(shù)(R²)、均方根誤差(RMSE)、平均相對誤差絕對值(MAPE)、平均絕對誤差(MAE)作為模型性能評價指標(biāo)，各指標(biāo)計算公式分別如下：

其中，y_real即每個測試樣本的真實解舒率，y’_predict為y_real的均值，y_predict為每個測試樣本對應(yīng)的解舒率預(yù)測值，M為測試集樣本的個數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S1中所述繭質(zhì)定量特性包括繭層硬度X₁、繭層率X₂、上車繭率X₃、次繭率X₄，所述真空水浴工藝設(shè)計數(shù)據(jù)包括真空滲透真空度X₅、真空滲透過程時間X₆、低溫滲透真空度X₇、低溫滲透溫度X₈，低溫滲透過程時間X₉、蒸汽滲透溫度X₁₀、蒸汽滲透過程時間X₁₁、高溫水煮溫度X₁₂、高溫水煮過程時間X₁₃、降溫出繭溫度X₁₄、出水溫度X₁₅，所述繭質(zhì)定量特性、真空水浴工藝設(shè)計數(shù)據(jù)作為LSSVM模型輸入變量X＝[X₁,X₂,…，X₁₅]，蠶繭解舒率Y＝[Y₁]作為輸出預(yù)測變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S2中標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)處理采用歸一化處理，其公式為：

其中，x’,y’表示歸一化后的數(shù)據(jù)值，X、Y表示數(shù)據(jù)初始值，X_max和X_min表示X中各特征數(shù)據(jù)的最大值與最小值,Y_max和Y_min分別為Y中Y₁的最大值與最小值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LSSA-LSSVM的蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率預(yù)測模型構(gòu)建方法，其特征在于，所述步驟S3中選用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF作為最小二乘支持向量機預(yù)測模型的核函數(shù)，蠶繭真空水浴工藝設(shè)計解舒率LSSVM初始模型為：

其中，α_n表示拉格朗日乘子，b表示偏差補償，RBF(X,x_n)為徑向基函數(shù)，σ²是核函數(shù)寬度，X表示訓(xùn)練樣本N中的輸入變量。