基于Matlab計算機軟件的SVM回歸分析的優化設計

筆者采用MATLAB計算機軟件構建7005鋁合金的力學性能參數與加工鋁合金的工藝參數之間的模型，以此來呈現MATLAB軟件的數值計算和數據擬合功能，在Matlab軟件中，對有關聯性的數據集進行模糊化處理，用支持向量機回歸分析（SVR）對模糊化后數據進行建模和分析。結果表明MATLAB軟件建立的模型合理，數值擬合精度高。

【關鍵詞】Matlab軟件 SVM算法

Matlab計算機軟件建模和數值擬合的功能十分強大，在此筆者采用MATLAB軟件構建7005鋁合金的力學性能參數與加工鋁合金的工藝參數之間的模型，以此來呈現MATLAB軟件的數值計算和數據擬合功能 。

1 模糊化的SVM回歸模型的建立

（1）信息數據模糊化，主要分兩個過程：劃分模糊化組和模糊化。其中本模型采用高斯型隸屬度函數較準確的模糊化信息數據，可以比三角型隸屬度函數信息采集量的貼近度更好。最大限度涵蓋信息數據集。

（2）支持向量機（SVM）是由VAPNIK等和 HUANG等提出。該方法已被成功地應用于很多領域，如材料性能預測。

（3）混沌初始化。本文在算法的前期充分利用混沌序列遍歷性和隨機性。避免了在算法后期搜索速度慢。文章采用的混沌序列迭代公式是典型的混沌動力學系統Logistic方程

（4）粒子群個算法（PSO）是于 1995 年由 KENNEDY 和 EBERHART模擬鳥群的飛行捕食行為而提出的一種高效多維并行尋優算法。因為 SVM依賴于誤差ε、誤差懲罰因子 C 和核函數參數 γ因此，對（ε，С，γ）參數進行優化很關鍵。所以用PSO 算法和混沌方程的遍歷性，使初始位置有次序、不重不漏的進行參數優化。

2 算法流程

Step1，初始化：

步驟1 初始化 粒子的位置（，i=1，2…N）和（，i=1，2…N），

步驟2 利用公式計算每個粒子的目標函數值R（）。

步驟3 初始化粒子的各自最好位置，預分配個體最好位置= 且 R（）=R（） （i=1，…N）. 初始化當前代全局最優解的位置，尋找

=min{R（），…R（），…R（）}

并且初始化=和 R（）=R（）.

Step2， 優化過程

步驟 1在當前代中繼續計算初始化混沌序列并且轉化混沌序列為粒子的位置和速度。

步驟 2 執行支持向量機回歸過程，然后進行速度更新。

步驟3 根據公式來更新粒子位置，根據公式來計算每個粒子的目標函數值f （）。

步驟4 更新個體最好目標函數適應值：

步驟5 增加迭代步數 k=k+1.

Step3 停止迭代的條件被滿足。全局最優解和目標函數值R（）.

3 MATLAB軟件的執行結果和討論分析

在Matlab軟件環境下編程執行，調用了LIBSVM工具箱，在Microsoft Visual C++6.0版本下編譯調用了svmtrain.c和 svmpredict.c程序，通過3組實驗數據得出結果。

由表1中實驗數據證明經PSO-SVR法預測硬度、抗拉強度、屈服強度的結果相對變化率（ROC%）分別為：1.29、4.31、3.12.與PLS-BPNN相比相對變化率降低很多。這表明：PSO-SVR法的預測精度要高。

4 結論

在MATLAB計算機軟件中PSO-SVM法的預測7005鋁合金力學性能指標相比PLS-BPNN較好，能夠建立精確度較高的材料加工參數與力學性能之間的模型。

參考文獻

[1]方善鋒，汪明樸，王正安，齊衛宏，李周.PLS-BPNN法用于7005鋁合金力學性能與工藝參數的定量研究[J].中國有色金屬學報，2007，17（12）：1948-1954.

[2]VAPNIK V.The nature of statistical learning theory[M].New York： Springer，1995.

[3]HUANG C，DAVIS L S，TOWNSHEND J R G.An assessment of support vector machines for land cover classification[J]. International Journal of Remote Sensing，2002，23（04）：725-749.

[4]溫玉鋒，蔡從中，裴軍芳，朱星鍵，肖婷婷.R2O-MO-Al2O3- SiO2玻璃配方與熱膨脹系數關系的支持向量回歸研究[J].功能材料，2009，40（01）：66-70.

[5]寧必鋒.基于離差平方和法的粒子群優化算法[J].電子設計工程，2011，19（24）：11-14.

[6]蔡從中，溫玉鋒，朱星鍵，裴軍芳，王桂蓮，肖婷婷.基于工藝參數的7005鋁合金力學性能的支持向量回歸預測[J].中國有色金屬學報，2010，20（02）：323-328.

作者單位

吉林化工學院理學院 吉林省吉林市 132022endprint