基于模糊Fisher準則特征選擇算法降低故障特征維度論文.pdf

淮陰工學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）g126361g20133g195335g201331引言自20世紀90年代以來，計算機科學、信號處理技術(shù)、人工智能的進步和發(fā)展,現(xiàn)代化的工程技術(shù)系統(tǒng)正朝著大規(guī)模、復(fù)雜化的方向發(fā)展。大量高維數(shù)據(jù)中含有許多冗余特征，這些特征的存在不僅會大大增加學習算法的訓練時間和計算復(fù)雜度,而且可能降低分類的準確度。因此,在高維數(shù)據(jù)中合理地選擇特征可以有效去除不相關(guān)和冗余的特征，從而提高學習算法的效率,減少計算復(fù)雜度。特征選擇1（featureselection）作為一種常見的降維方法是模式識別和機器學習領(lǐng)域的重要研究方向，研究成果十分顯著，但是也存在許多g19486g20168g19760要進一步研究。g4531是g6455從g2511g4091特征g19702中選擇g1455g7680種g16884g1376g7735準g7472g1352的特征g4480g19702。g1958g11550的是g1455選g2090的g7472g1352特征g4480g19702g6256g7604g5418的分類g6214g3342g5506模g3515g17902g2144和特征選擇g2173g17921g1388g11082g14371g7460g4013的g20148g9083g13038度，這不但提高g1206模g3515的g8971化能g2251、可理g16403g5719和計算效率，g2620時可降低“維度g9902g19694”的發(fā)g11087g20161率。特征選擇可以去除冗余特征提高機g7904g7029g19660g16890g7133g13038度和g16890g7133效率。2特征選擇的研究現(xiàn)狀g2023g5530,g16307征2為g1206g5461g16021特征提g2566算法g6655g17952模g3515特征的不g17379,提高g1081維模g3515的g7920g13138效果,g16917g7095提g2090g1206一種g3626g1214g1912g20668g11797識的g1081維模g3515特征向量g2264g5681選擇算法。g16917算法g2137g11096g7701g16914模g3515計算g2612種特征向量的g1912g20668g11797識,g10086g2622g2264g5681地選擇g6655g17952能g2251g17843g5482的特征向量計算模g3515g1147間的相g1388度g17421g12267。g4558g20668g18423g11096g7735準的模g3515g5315Princetonshapebenchmark(PSB)和多種g1948g16852的g16884g1319方法,g13571果顯g12138g16917算法提高g1206g1081維模g3515的g7920g13138效果,g1352g1214現(xiàn)有的2種g9073g15996的g1081維模g3515特征選擇算法。g2120g5481，g5568g1913g24303g19128g4649g1360統(tǒng)特征選擇g2132據(jù)計算量大、g19760要g1912g20668g11797識以g2554g5316g11096效果不g1443的g13674g9961，g7785據(jù)分類g19273g16927g17994常發(fā)g11087在類別g1147間的g18155g6613g2410域的特g9961，提g2090g3626g1214g18155g6613g2410域g1236g2576g8114率的特征選擇方法。g4649g17828g6319g7029g19660數(shù)據(jù)進g15996特征選擇時，g16917方法能提g1483多種多g1114特征g13556合g1483選擇，g1958選擇的g3506g11556和水平振g2264特征g13556合符合工程g5316g11096的g4558際g19760要，遠g4013g1214類內(nèi)類間g2132據(jù)選擇的特征g13556合。謝娟英,王春霞4提g2090g3626g1214改進的F-score與支持向量機的特征選擇方法。以改進的F-score作為特征選擇準則,g11096支持向量機(SVM)g16884g1376g6256選特征g4480g19702的有效g5719,g4558現(xiàn)有效的特征選擇。g17994過UCI機器學習數(shù)據(jù)g5315中六g13556數(shù)據(jù)g19702的g4558g20668g9083試,并與SVM、PCA+SVM方法進g15996比g17843,證明g3626g1214改進F-score與SVM的特征選擇方法不僅提高g1206分淮陰工學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）g126362g20133g195335g20133類g13038度,并具有很g4013的g8971化能g2251,且在訓練時間上g1352g1214PCA+SVM方法。潘鋒，王g5418東等5為提高無監(jiān)督狀g5681下特征選擇的準確度，提g2090g1206g3626g1214譜分析的無監(jiān)督特征選擇算法。g4649大容量數(shù)據(jù)g19702特征選擇，g5316g11096Nystrom方法降低時間復(fù)雜度。g4558g20668g13571果表明，g1455g11096g16917算法與g1455g11096主g9073無監(jiān)督特征選擇方法g2554全部特征相比能得g2144g7460高的聚類g5719能g16884分。葛敏敏，范麗亞6主要研究g1206g3626g1214支持向量機的特征選擇方法特征權(quán)法,g17994過g4649兩g13556數(shù)據(jù)進g15996試g20668,說明g1206特征權(quán)法在分類效果上g1352g1214F-score得分法和支持向量機.g2120曉平，鄭海起等7將進化蒙特卡洛方法引入機g7904g7029g19660g16890g7133的特征選擇。g5316g11096支持向量機(SVM)作為g7029g19660決策器，g18423g11096Wrapper式特征g4480g19702g16884g1319g7735準，并g18423g11096進化蒙特卡洛算法搜g13138g7472g1352特征g4480g19702。運g11096滾g2264g17828g6319g7029g19660振g2264信號數(shù)據(jù)g4649提g2090的方法進g15996g20668證，g4558g20668g13571果表明g16917方法有g(shù)2137g1214提高機g7904g7029g19660g16890g7133g13038度和g16890g7133效率。2.1特征選擇作為搜索問題的4個要素8一般而言，特征選擇可以看作一g1114搜g13138尋g1352g19486g20168。g4649大小為n的特征g19702合，搜g13138空間由2n-1種可能的狀g5681g7604成。Davies等證明g7472小特征g4480g19702的搜g13138是一g1114NPg19486g201685，即除g1206窮舉式搜g13138，不能保證找g2144g7472g1352g16403。但g4558際g5316g11096中，當特征數(shù)g11550g17843多的時候，窮舉式搜g13138因為計算量太大而無法g5316g11096，因此人們致g2251g1214g11096啟發(fā)式搜g13138算法尋找次g1352g16403。一般特征選擇算法必須確定以下4g1114要素：1）搜g13138起g9961和方向；2）搜g13138策略；3）特征g16884g1376函數(shù)；4）停止準則。2.2特征選擇算法的分類8g11550g2173國際上g4649特征選擇算法的研究主要g19702中在選擇g1352化特征g4480g19702g6256g19760要的兩g1114主要步驟上，即搜g13138策略和g16884g1319g7735準。因此，可以從這兩g1114方面來g4649特征選擇方法進g15996分類：（1）按照搜g13138策略劃分特征選擇算法g7785據(jù)算法在進g15996特征選擇過程中g(shù)6256g18423g11096的搜g13138策略，可以把特征選擇算法分為g18423g11096全局g7472g1352搜g13138的特征選擇算法、g18423g11096隨機搜g13138策略的特征選擇算法和g18423g11096序列搜g13138策略的特征選擇算法3類。（2）按特征g4480g19702g16884g1319策略劃分特征選擇算法如果在特征選擇過程中依賴g2622續(xù)的學習算法來g16884g1319特征g4480g19702，即g1455g11096g1206在g2622續(xù)機淮陰工學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）g126363g20133g195335g20133器學習算法g5719能函數(shù)作為g16884g1319策略，則稱為Wrapper方法，否則稱為Filter方法。Filter方法是一種計算效率g17843高的方法，g4531獨立g1214g2622續(xù)的學習算法，g18423g11096一些g3626g1214信息統(tǒng)計的啟發(fā)式準則來g16884g1319特征的g20148g9083能g2251，g11550g2173g11096的g7472多的Filter方法是相關(guān)g9083量法、類間和類內(nèi)g17421g12267g9083量法、信息熵法、tg7920g20668以g2554ReliefF等等。g16917方法的一g1114明顯g1352勢在g1214可以很快地排除一部分非關(guān)鍵g5719的噪聲特征，縮小g1352化特征g4480g19702搜g13138范g3364，可作為特征的g20148選器。Wrapper方法在特征選擇時依賴具g1411機器學習算法。g4531在g12683選特征的過程中g(shù)11556g6613g11096g6256選特征g4480g19702來訓練學習器，g7785據(jù)g9083試g19702在學習器上的g5719能表現(xiàn)來g16884g1319g16917特征g4480g19702的g1352g2259。g16917方法在計算效率上不如Filter方法，但g1958g6256選的g1352化特征g4480g19702的規(guī)模相g4649要小一些。g11550g2173，此類方法是特征選擇研究領(lǐng)域的g10013g9961。3機械故障診斷9g7029g19660g16890g7133是一g1114g1960g3515的模式識別過程，而g16890g7133g7095g7827中的g2612種g7029g19660g7783g7599模式g4705是進g15996技術(shù)狀g5681識別的g3626g11888。g6256g16963技術(shù)狀g5681識別，是g6455將g5557g7920模式與g16890g7133g7095g7827中的g7783g7599模式進g15996g4649比，并將g5557g7920模式g5506g4750g2144g7680一g5154g11797的g7783g7599模式中去的過程。由此g1519可g2132定g16890g7133g4649g17041g6256處的狀g5681模式是否正常，并g20148g9083g1958可g19856g5719和狀g5681的發(fā)展g17339勢。隨著現(xiàn)代大g11087g1239的發(fā)展和科學技術(shù)的進步,現(xiàn)代機g7904g16878g3895的g13571g7604g17338來g17338復(fù)雜,機g7904g16878g3895在現(xiàn)代工g1098g11087g1239中的作g11096和g5537g2813g17338來g17338大,與g1958有關(guān)的g17257g11096g17338來g17338高,g7029g19660g16890g7133技術(shù)的顯得g4692為重要,g5424展機g7904g16878g3895g7029g19660g7920g9083與g16890g7133技術(shù)的研究具有重要的現(xiàn)g4558g5951g1145。g1958g5951g1145g4705在g1214有效地g18047g2150g7029g19660g6543g3937和g16878g3895維g1566g17257g11096,g18301g13726g7029g19660g16890g7133系統(tǒng)g5414g19375g16878g3895g7920g1566g2712g7503,縮g11805維g1566時間,為g2150定合理的g7920g1566g2150度提g1483g3626g11888,g7601大地提高g13567g9086效g11514與g12142會效g11514。機g7904g16878g3895g7029g19660g16890g7133技術(shù)是g2137g11096g9083g2566機g7904g16878g3895在運g15996中g(shù)6214相g4649g19849g5681g7569g1318r下的狀g5681信號，g17994過g4649g6256g9083得信號進g15996分析和處理，并g13571合g16890g7133g4649g17041的g2486g2594狀g5681，來定量識別機g7904g16878g3895g2554g1958g19750部g1318的g4558時技術(shù)狀g5681，并g20148g11797有關(guān)g5426常g7029g19660和g20148g9083g7514來的技術(shù)狀g5681，從而確定必要g4649策的技術(shù)。機g7904g7029g19660g16890g713310以g7029g19660機理和技術(shù)g7920g9083為g3626g11888,以信號處理和模式識別為g3626g7516理g16874與方法。一般的機g7904系統(tǒng)g7029g19660g16890g7133系統(tǒng)從g10393理上劃分為機g7904g9083量、監(jiān)g16374與保g6356、數(shù)據(jù)g18423g19702、振g2264狀g5681分析、g13697g13580數(shù)據(jù)g1360g178595g1114部分；從g2255能上,機g7904系統(tǒng)g7029g19660g16890g7133系統(tǒng)g2552可分成狀g5681監(jiān)g9083、g7029g19660g16890g7133、g16890g7133決策3g1114部分,如g33741g6256g12138。淮陰工學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）g126364g20133g195335g20133g33741g7029g19660g16890g7133g11444g1973g4585g2748g4558g7149g17911g12347隨著工程g16878g3895的g13571g7604g7189g17339復(fù)雜，g1958g7029g19660類別g5944來g5944多，g2557g7248g7029g19660的狀g5681、特征也相g5316增加。g1958中不少g7029g19660的特g5719十分相g17921，很g19694g2410分，g1455g7029g19660g16890g7133g2554g7029g19660信息的監(jiān)g9083g2568得十分g3360g19694?，F(xiàn)代化工g1098g11087g1239，一g7190因g7029g19660停機，g6543g3937將十分具大。因此，g7029g19660g16890g7133這一技術(shù)，g7189g11514引起人們的重g16374，并在理g16874和g4558g17445g5316g11096方面，得g2144g1206g17909g10571的發(fā)展。3.1機械故障診斷技術(shù)的發(fā)展歷程10g7029g19660g16890g7133技術(shù)是g1792130年來國內(nèi)g3910發(fā)展g17843快的一g19480g7136g1956學科。g7472g7193g5424展g7029g19660g16890g7133技術(shù)研究的是g13758國,g7189g7516、英國、g10894g1960、g6490g4145、g1129g21718等國g13143隨g1958g2622。g7193在1967年,g13758國g4705成立g1206機g7904g7029g19660g20148g19554小g13556(MFPG),并成g2255地將g7029g19660g16890g7133運g11096g1214g14426g3929、g14426空、g1995g1211等g15996g1098的機g7904g16878g3895中；英國在20世紀60年代g751570年代g212