1.一种用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法,其特征在于,所述用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法包括:通过嵌入方式获得轨迹矩阵Ai,
其中, 表示给定的多元时间序列数据集,其中的每个时间序列样本为d是窗口长度,m=n-d+1表示嵌入的延迟移位行向量的数量,每个时间序列Ti将变换为轨迹矩阵;
对所述轨迹矩阵Ai,i=1,…,c进行秩分解得到d个秩为1的矩阵将所有所述秩为1的矩阵 分成多组,并分别对每组内的矩阵进行求和,包括:
以L={l1,l2,…,lp}表示一组指数l1,l2,…,lp,将与组L对应的矩阵 定义为
将索引集{1,2,…,d}拆分为不相交的子集L1,L2,…,Ls,得到重组矩阵的求和结果将 中的每个重组矩阵转换为长度为n的初始时间序列。
2.根据权利要求1所述的用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法,其特征在于,所述对所述轨迹矩阵Ai,i=1,…,c进行秩分解得到d个秩为1的矩阵 包括:分别定义轨迹矩阵集 中的平均水平协方差矩阵F和平均垂直协方差矩阵G为:和
将U作为F的特征向量矩阵以及将V作为G的特征向量矩阵得到: U≡(u1,u2,…,um)和 V≡(v1,v2,…,vd);
定义Mi,j=UTAiV(:,j)=UTAivj,i=1,…,c;j=1,…,d;
定义 得到d个秩为1的矩阵
3.根据权利要求1所述的用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法,其特征在于,所述将 中的每个重组矩阵转换为长度为n的初始时间序列包括:
采用对角平均法,对正斜率对角线分组求平均值,生成每个结式矩阵的重构元素,其中所述重构元素与原始序列中相应元素的位置相同,矩阵 包含元素ygh,1≤g≤m,1≤h≤d;
令d*=min(m,d)、m*=max(m,d)及n=m+d-1;
若m
根据对角线平均法将矩阵 转换为序列 其中, 对应于对角线i+j=t+1上矩阵元素的平均值, 的公式为:原始序列Ti被分解为S个序列之和:
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法,其特征在于,所述将所有所述秩为1的矩阵 分成多组,并分别对每组内的矩阵进行求和还包括:当所述序列包含信号和噪声时,则采用两组索引集L1={1,2,…,k}和L2={k+1,…,d};
分别将L1={1,2,…,k}与信号分量关联以及将L2={k+1,…,d}与噪声分量关联。
5.根据权利要求4所述的用于模式重建和预测的广义多元奇异谱分析方法,其特征在于,所述将所有所述秩为1的矩阵 分成多组,并分别对每组内的矩阵进行求和还包括:根据 的样本熵划分每个 的索引集{1,2,…,d},包括:定义矩阵Ai的样本熵等效于时间序列Ti的样本熵,其中Ai的第e个向量序列为:
1≤e≤n-d+1;
向量 及其邻近向量 之间的距离 定义为:在公差r范围内, 与其所有邻近向量之间的平均相似度定义为:其中,Θ表示赫维赛德函数,且
两个向量序列与d点匹配的概率 为:通过Ti构建Ai的d+1维嵌入向量 并按照与 相同的方式定义平均相似度 及概率
获得在n→∞下的矩阵Ai或时间序列Ti的样本熵估值:其中,SampEn表示样本熵。