基于LS-SVM的粉煤灰混凝土强度预测模型

摘要

提出一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的粉煤灰混凝土强度智能预测模型,并给出了相应的步骤和算法.通过该模型分析了水胶比、水泥用量、粉煤灰替代率及砂率等因素对粉煤灰混凝土强度的影响.在此基础上,对不同配比所浇注的混凝土强度进行预测,有助于准确认识混凝土强度随配比参数的变化规律.与多元线性回归、神经网络及标准SVM模型比较,该模型的优点为:(1)采用了结构风险最小化准则,在最小化样本误差的同时减小模型泛化误差的上界,提高了模型小样本泛化能力;(2)将迭代学习算法转换为求解线性方程组,使得整个模型仅有一个全局最优点,解决局部最小问题;(3)用等式约束代替标准SVM算法中的不等式约束,将求解二次规划问题转化为直接求解线性矩阵方程,有效提高建模速度.用该模型对混凝土的强度预测实例表明,其建模速度比标准SVM高近1个数量级,预测误差仅为SVM方法的20%、BP神经网络方法的10%左右.