支持向量機軟測量的嵌入式系統平臺實現
王健偉,宋執環
浙江大學工業控制研究所,浙江杭州
摘 要:針對石油化工等復雜過程的軟測量問題,以ARM與浮點DSP雙核控制器OMAPL137為核心設計了一種嵌入式軟測量平臺,能夠完成實時數據處理和在線計算。以實時性為目標,對支持向量機的懲罰因子、徑向基函數gamma參數、不敏感區域(容忍經驗風險)、訓練中止條件等因素進行優化,簡化了支持向量機算法,并成功移植到嵌入式平臺,實現軟測量模型的在線訓練。該平臺同時具有實時檢測與動態顯示、操作簡單和攜帶方便等一系列特點。通過對相關數據集的測試,結果表明系統具有高實時性、高精度等優良性能。該平臺為石油化工等復雜過程的軟測量提供了一種低成本、便攜式、高實時性的解決方案。
關 鍵 詞:嵌入式系統;軟測量;在線訓練;支持向量機
1 引 言
支持向量機與軟測量技術在復雜工業工程中得到越來越廣泛應用。但目前應用大都基于DCS等大型系統,系統成本較高。算法的運行環境也大都基于工業計算機等平臺,難以滿足嵌入式與便攜式要求。嵌入式系統及設備具有體積小、低成本、高性能等特點,得到廣泛應用。如果將支持向量機算法移植到一個嵌入式設備上,同時配備良好的運行性能,就可以解決一部分復雜工程問題,并具有小型化與便攜式特點。但是支持向量機算法復雜、運算量大,而嵌入式系統的計算與存儲能力要明顯弱于PC機,所以在PC機運用的支持向量機算法不能直接移植到嵌入式平臺中,需要進行相關處理與簡化。雖然已有支持向量機算法的嵌入式應用,但這些應用大多采用離線訓練,只是把訓練好的結果移植到嵌入式系統,而沒有將訓練或優化的過程移植到嵌入式系統中[1]。本文首先搭建雙核嵌入式軟硬件系統平臺,將支持向量機的在線訓練成功移植到該雙核平臺中,較后對大量數據集進行測試,達到了良好的效果。
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