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融合Savitzky-Golay滤波器的TCN-SA-BiGRU风电功率预测

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智能计算机与应用 2023年第11期13卷 166-171页

作者：秦小晖樊重俊付峻宇上海理工大学管理学院上海200093

陆上风力发电作为主流清洁能源发电方式之一,预测其发电功率也是目前研究热点问题。本文提出融合Savitzky-Golay滤波器与基于自注意力机制的TCN-BiGRU风电功率预测模型。利用Savitzky-Golay滤波器对风电功率及相关特征数据进行降噪,随... 详细信息

陆上风力发电作为主流清洁能源发电方式之一,预测其发电功率也是目前研究热点问题。本文提出融合Savitzky-Golay滤波器与基于自注意力机制的TCN-BiGRU风电功率预测模型。利用Savitzky-Golay滤波器对风电功率及相关特征数据进行降噪,随后将数据输入进由TCN时域卷积神经网络、自注意力机制模块、双向门控循环单元网络所搭建的TCN-SA-BiGRU模型中,这些模块能够更深、更快挖掘数据特征。最终预测结果显示,融合了Savitzky-Golay滤波器的模型能够有效对数据降噪,并且相较于传统单一神经网络等模型,本模型的预测性能更高。

关键词：风电功率预测 Savitzky-Golay滤波器时域卷积神经网络(TCN) 自注意力机制

基于Savitzky-Golay滤波器的多变量监控报警方法研究

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计算机与应用化学 2019年第5期36卷 478-482页

作者：吴水龙郭阳曲广浩杨虎林陈矿刘书杰华能国际德州电厂山东省德州市253000 山东华智电力科技有限公司山东省青岛市2665903 北京大学工学院北京市100871

工业报警系统是现代流程工业中集散控制系统的核心组成部分。由于不恰当的报警变量设置,实际当中常常产生大量干扰报警,对生产的安全高效形成严重威胁。造成大量干扰报警的一个重要原因是报警变量的设置缺乏与相关变量的关联。文中采用... 详细信息

工业报警系统是现代流程工业中集散控制系统的核心组成部分。由于不恰当的报警变量设置,实际当中常常产生大量干扰报警,对生产的安全高效形成严重威胁。造成大量干扰报警的一个重要原因是报警变量的设置缺乏与相关变量的关联。文中采用将定性趋势分析与数据驱动相结合的方法进行多变量报警系统设计。主要思想是通过Savitzky-Golay滤波器提取相关过程变量信号的滤波后幅值及各阶导数作为定性趋势的代替特征,并在特征空间中训练支持向量机模型,判别是否应当给出报警。所展示的给水泵的实例表明,文中所提出的方法具有高准确率的优点,改进了传统的对单变量设置报警阈值的方法,使得误报警、漏报警数量都大幅下降。

关键词：过程监控报警系统定性趋势 Savitzky-Golay滤波器支持向量机

Savitzky-Golay滤波器最优参数的SPR信号分析

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光谱学与光谱分析 2015年第4期35卷 1124-1128页

作者：陈书旺王军星盛伟楠刘瑾张文斌周鹏河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学天津市生物医学检测技术与仪器重点实验室天津300072

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)谱因共振强度、共振位置等不同而呈现不同的幅度和峰宽,需要发展自适应的分析方法才能保证SPR共振峰的精确定位。提出了一种基于Savitzky-Golay滤波器最优参数的SPR谱滤波方法,可根据实... 详细信息

表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)谱因共振强度、共振位置等不同而呈现不同的幅度和峰宽,需要发展自适应的分析方法才能保证SPR共振峰的精确定位。提出了一种基于Savitzky-Golay滤波器最优参数的SPR谱滤波方法,可根据实时SPR谱的特点优化滤波器参数(拟合阶数和窗宽),使滤波后光谱的均方误差(mean squared error,MSE)的Stein’s无偏风险估计(Stein’s unbiased risk estimate,SURE)最小,采用Monte-Carlo算法实现了SURE的快速求解。经验证,在不同的噪声水平下,SURE都可以准确反映实际MSE趋势及结果。采用搭建的SPR系统,实验测量了不同浓度、不同积分时间下蔗糖溶液的SPR信号,用提出的最优参数对SPR信号进行滤波,结果表明,与固定参数相比,该方法确定的SPR共振峰位置重复性误差较小,且不随噪声的增大而增大。

关键词： Savitzky-Golay滤波器表面等离子体共振均方误差 Stein’s无偏风险估计 Monte-Carlo

优化Savitzky-Golay滤波器的参数及其在傅里叶变换红外气体光谱数据平滑预处理中的应用

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光谱学与光谱分析 2016年第5期36卷 1340-1344页

作者：赵安新汤晓君张钟华刘君华西安科技大学陕西西安710054 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室陕西西安710049 中国计量科学研究院北京100013

对傅里叶变换中红外光谱数据的平滑预处理中,通常采用Savitzky-Golay滤波器的方法进行光谱数据的平滑预处理,然而Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的合理选则始终是一个难题,并无统一的选择依据,通常在一定数值范围内... 详细信息

对傅里叶变换中红外光谱数据的平滑预处理中,通常采用Savitzky-Golay滤波器的方法进行光谱数据的平滑预处理,然而Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的合理选则始终是一个难题,并无统一的选择依据,通常在一定数值范围内,采用多组数据进行遍历尝试,最终选择一组相对较优的数据作为Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽参数。文中探索了Savitzky-Golay滤波器的多项式拟合阶次和窗宽等参数的优化选取这一问题,并对其主要频率指标参数与多项式拟合阶次和窗宽等参数进行了定性定量分析,得出了截至频率、阻带起始点频率、第一旁瓣峰值频率及第一旁瓣峰值幅度与窗宽和阶次之间具体的计算方程表达式。随后,根据采集的中红外气体组分的光谱数据特征,依据上述计算方程式,优化计算选取多项式拟合阶次和窗宽分别为8和11时,其Savitzky-Golay滤波器的中红外气体组分的光谱数据平滑效果最优。最后通过实际采集的0.1%,0.2%,0.5%,1%,2%,5%浓度的CH_4光谱数据进行平滑预处理,在次吸收峰区域,原始光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为17.230 5%和0.243 0%,平滑处理后的光谱的折算吸光率相对最大误差和最小误差分别为0.088 0%和0.020 6%。可见经过Savitzky-Golay滤波器进行所探索的光谱数据预处理之后其相对误差基本稳定,并且相对较低,为后期光谱数据的准确定性和定量分析奠定了基础。

关键词： Savitzky-Golay滤波器光谱数据预处理折算吸光率傅里叶变换红外光谱

基于奇异值分解和Savitzky-Golay滤波器的信号降噪方法

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计算机应用 2015年第10期35卷 3004-3007,3012页

作者：朱红运王长龙王建斌马晓琳军械工程学院无人机工程系石家庄050003

为降低信号中噪声的干扰,将奇异值分解(SVD)理论和Savitzky-Golay滤波器相结合提出了一种新的降噪方法。该方法首先分析了信号负熵随信噪比变化的规律,而后通过将负熵作为降噪效果的评估参数,确定了SVD降噪过程中构造的Hankel矩阵的最... 详细信息

为降低信号中噪声的干扰,将奇异值分解(SVD)理论和Savitzky-Golay滤波器相结合提出了一种新的降噪方法。该方法首先分析了信号负熵随信噪比变化的规律,而后通过将负熵作为降噪效果的评估参数,确定了SVD降噪过程中构造的Hankel矩阵的最优维数;其次采用Savitzky-Golay滤波器对用于重构信号的奇异值进行了平滑滤波处理,并分析了Savitzky-Golay滤波器结构对降噪效果的影响,最后通过定义误差函数确定了Savitzky-Golay滤波器的最优结构。将该方法应用于线性调频信号和多成分周期信号的降噪实验,结果表明:基于SVD和Savitzky-Golay滤波器的降噪方法能有效降低噪声干扰,是一种有效的信号降噪方法。

关键词：降噪奇异值分解负熵 Savitzky-Golay滤波器 Hankel矩阵

使用savitzky—golay滤波器改进的位场ISVD算法

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工程地球物理学报 2019年第4期16卷 486-493页

作者：景小阳裴婧许航解文博湖南工业职业技术学院汽车工程学院湖南长沙410208 中南大学地球科学与信息物理工程学院湖南长沙410083 中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室湖南长沙410083 中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室湖南长沙410000

结合空间域和频率域计算的ISVD(Integrated Second Vertical Derivative)位场垂向导数换算算法,相对单纯的空间域或频率域方法具有较高的稳定性,但是ISVD算法在高阶垂向导数换算过程中依然会在一定程度上受到噪声的干扰,随着换算阶数的... 详细信息

结合空间域和频率域计算的ISVD(Integrated Second Vertical Derivative)位场垂向导数换算算法,相对单纯的空间域或频率域方法具有较高的稳定性,但是ISVD算法在高阶垂向导数换算过程中依然会在一定程度上受到噪声的干扰,随着换算阶数的增加,噪声干扰逐级增大。为了能够在压制噪声的同时很好地保持异常真实形态,将具有异常形态高保真特点Savitzky-Golay滤波器引入ISVD算法中,通过选择最优滤波参数,在各阶垂向导数的换算过程中能够对噪声进行逐级压制,同时维持了异常的真实信息。通过模型验证了savitzky-golay滤波对于ISVD算法的稳定性具有明显的改进效果。

关键词：位场 ISVD算法垂向导数 Savitzky-Golay滤波器最优滤波参数

一种基于Savitzky-Golay滤波器的航磁校准方法

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智能计算机与应用 2020年第9期10卷 29-32页

作者：窦振家葛林韩琦中国船舶集团有限公司第七一五研究所杭州310023 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

航磁校准是航空磁探的重要环节,而对航磁数据进行带通滤波是航磁校准过程中的关键预处理步骤,将直接影响Tolles-Lawson航空平台磁干扰模型参数的估计精度,进而在一定程度上能够决定航磁补偿的最终效果。因此,选择更好的带通滤波器是提... 详细信息

航磁校准是航空磁探的重要环节,而对航磁数据进行带通滤波是航磁校准过程中的关键预处理步骤,将直接影响Tolles-Lawson航空平台磁干扰模型参数的估计精度,进而在一定程度上能够决定航磁补偿的最终效果。因此,选择更好的带通滤波器是提升航磁干扰补偿精度的一种有效途径。鉴于此,本文提出了一种基于Savitzky-Golay滤波器的航磁校准方法,通过对两个Savitzky-Golay滤波器级联来实现“带通”滤波。实验结果表明,与经典的FIR带通滤波器相比,本文提出的方法能够取得更好的补偿结果。

关键词：航空磁探航磁补偿航磁校准 Savitzky-Golay滤波器

savitzky-golay平滑滤波器的最小二乘拟合原理综述

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数字通信 2011年第1期38卷 63-68,82页

作者：蔡天净唐瀚重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 中南大学数学科学与计算技术学院湖南长沙410075

介绍了Savitzky-Golay滤波器的推导方法——多项式的最小二乘拟合法及其推导过程,以及如何由savitzky和golay提出的多项式卷积计算方法进行最小二乘拟合计算,对Savitzky-Golay滤波器的二维算法进行了简单介绍,对其一维和二维的MATLAB代... 详细信息

介绍了Savitzky-Golay滤波器的推导方法——多项式的最小二乘拟合法及其推导过程,以及如何由savitzky和golay提出的多项式卷积计算方法进行最小二乘拟合计算,对Savitzky-Golay滤波器的二维算法进行了简单介绍,对其一维和二维的MATLAB代码进行了分析处理,并将Savitzky-Golay滤波器同其他低通滤波器进行了简单比较,简要说明了其优势以及一些应用方向。

关键词： Savitzky-Golay滤波器数据平滑多项式最小二乘拟合卷积

高速公路交通事故时空影响动态效应的传播分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 123-133页

作者：杨洋胡嫣然袁振洲王云鹏北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191 北京航空航天大学车路协同与安全控制北京市重点实验室北京100191 北京交通大学交通运输学院北京100044

为探究并量化高速公路交通事故的时空传播机理,克服传统交通波理论在此类问题中考虑维度单一的缺陷,首先,基于微波雷达检测器采集的动态交通流数据,分析高速公路事故前后的速度变化态势;进而,引入速度变化率作为事故影响的度量指标,采... 详细信息

为探究并量化高速公路交通事故的时空传播机理,克服传统交通波理论在此类问题中考虑维度单一的缺陷,首先,基于微波雷达检测器采集的动态交通流数据,分析高速公路事故前后的速度变化态势;进而,引入速度变化率作为事故影响的度量指标,采用双线性插值法构建速度变化率轮廓图,并根据savitzky-golay滤波拟合法拟合事故影响时空区域的外围轮廓;最后,在速度变化率的阈值分别取20%、30%和40%时,计算并分析交通事故时空影响的各量化指标,包括事故影响开始时间、事故影响结束时间、事故影响持续时间、事故影响最近距离、事故影响最远距离、事故影响空间范围、事故影响传播速度以及事故影响消散速度。结果表明:速度变化率的阈值取值越小,则事故影响的开始时间越早,结束时间越晚,持续时间越长,且事故影响的距离越长;速度变化率阈值取值越大,则事故影响的开始时间越晚,结束时间越早,持续时间越短,且事故影响的距离越短;不同速度变化率阈值下的事故影响传播速度随时间的变化趋势有差异。文中方法操作性强、辨识度高,能够为高速公路事故发生后的实时交通管控和引导提供理论支撑。

关键词：高速公路交通事故时空影响传播双线性插值法 Savitzky-Golay滤波器