《神经网络基本介绍》PPT课件.ppt

第 6章 神 经 网 络 辨 识及 其 应 用 神 经 网 络 辨 识 的 特 点 不 要 求 建 立 实 际 系 统 的 辨 识 格 式 ， 即 可 省 去 系 统 结 构 建 模 这 一 步骤 ; 可 以 对 本 质 非 线 性 系 统 进 行 辨 识 ; 辨 识 的 收 敛 速 度 不 依 赖 于 待 辨 识 系 统 的 维 数 ， 只 于 神 经 网 络 本 身及 其 所 采 用 的 学 习 算 法 有 关 ; 在 参 数 辨 识 中 ， 神 经 网 络 的 连 接 权 值 可 以 对 应 于 模 型 参 数 ， 通 过权 值 的 调 节 可 使 网 络 输 出 逼 近 于 系 统 输 出 ; 神 经 网 络 作 为 实 际 系 统 的 辨 识 模 型 ， 实 际 上 也 是 系 统 的 一 个 物 理 实 现 ， 可 以 用 于 在 线 控 制 ;神 经 网 络 是 一 种 黑 箱 建 模 工 具 。 6.1 神 经 网 络 介 绍 图 1 单 神 经 元 结 构 模 型图 中 为 神 经 元 的 内 部 状 态 ， 为 阈 值 ， 为 输 入 信 号 ， ， 为 表 示 从 单 元 到 单 元 的 连 接 权 系 数 ， 为 外 部 输 入 信 号 。 iu i jxnj ,1 ijw juis iu j iijiji sxwNet )( ii Netfu )()( iii Nethugy ii uug )( )( ii Netfy 上 图 中 所 示 的 模 型 可 描 述 为 ：， 即通 常 情 况 下 ， 取 常 用 的 神 经 元 非 线 性 特 性 有 以 下 三 种 ：阈 值 型 、 分 段 线 性 型 和 函 数 型 。 神 经 元 具 有 如 下 功 能 ：(1) 兴 奋 与 抑 制 ： 如 果 传 入 神 经 元 的 冲动 经 整 和 后 使 细 胞 膜 电 位 升 高 ， 超 过动 作 电 位 的 阈 值 时 即 为 兴 奋 状 态 ， 产生 神 经 冲 动 ， 由 轴 突 经 神 经 末 梢 传 出 。如 果 传 入 神 经 元 的 冲 动 经 整 和 后 使 细胞 膜 电 位 降 低 ， 低 于 动 作 电 位 的 阈 值时 即 为 抑 制 状 态 ， 不 产 生 神 经 冲 动 。 (2) 学 习 与 遗 忘 ： 由 于 神 经 元 结 构 的 可 塑性 ， 突 触 的 传 递 作 用 可 增 强 和 减 弱 ， 因此 神 经 元 具 有 学 习 与 遗 忘 的 功 能 。 决 定 神 经 网 络 模 型 性 能 三 大 要 素 为 ：(1) 神 经 元 （ 信 息 处 理 单 元 ） 的 特 性 ；(2) 神 经 元 之 间 相 互 连 接 的 形 式 拓 扑 结构 ；(3) 为 适 应 环 境 而 改 善 性 能 的 学 习 规 则 。 212E e EW W 神 经 网 络 特 征（ 1） 能 逼 近 任 意 连 续 的 非 线 性 函 数 ；（ 2） 信 息 的 并 行 分 布 式 处 理 与 存 储 ；（ 3） 可 以 多 输 入 、 多 输 出 ；（ 4） 便 于 用 超 大 规 模 集 成 电 路 （ VISI） 或 光 学 集 成电 路 系 统 实 现 ， 或 用 现 有 的 计 算 机 技 术 实 现 ；（ 5） 能 进 行 学 习 ， 以 适 应 环 境 的 变 化 。 神 经 网 络 控 制 的 研 究 领 域 （ 1） 基 于 神 经 网 络 的 系 统 辨 识 将 神 经 网 络 作 为 被 辨 识 系 统 的 模 型 ， 可 在 已 知常 规 模 型 结 构 的 情 况 下 ， 估 计 模 型 的 参 数 。 利 用 神 经 网 络 的 线 性 、 非 线 性 特 性 ， 可 建 立 线性 、 非 线 性 系 统 的 静 态 、 动 态 、 逆 动 态 及 预 测模 型 ， 实 现 非 线 性 系 统 的 建 模 。 (2) 神 经 网 络 控 制 器 神 经 网 络 作 为 实 时 控 制 系 统 的 控 制 器 ， 对 不确 定 、 不 确 知 系 统 及 扰 动 进 行 有 效 的 控 制 ， 使 控制 系 统 达 到 所 要 求 的 动 态 、 静 态 特 性 。 (3) 神 经 网 络 与 其 他 算 法 相 结 合 将 神 经 网 络 与 专 家 系 统 、 模 糊 逻 辑 、 遗 传 算 法等 相 结 合 ， 可 设 计 新 型 智 能 控 制 系 统 。 (4) 优 化 计 算 在 常 规 的 控 制 系 统 中 ， 常 遇 到 求 解 约 束优 化 问 题 ， 神 经 网 络 为 这 类 问 题 的 解 决 提 供了 有 效 的 途 径 。