神经网络模型怎么训练,神经网络模型数学建模

Hopfield 神经网络有哪几种训练方法

人工神经网络模型主要考虑网络连接的拓扑结构、神经元的特征、学习规则等。目前,已有近40种神经网络模型,其中有反传网络、感知器、自组织映射、Hopfield网络、波耳兹曼机、适应谐振理论等。

根据连接的拓扑结构,神经网络模型可以分为:(1)前向网络网络中各个神经元接受前一级的输入,并输出到下一级,网络中没有反馈,可以用一个有向无环路图表示。

这种网络实现信号从输入空间到输出空间的变换,它的信息处理能力来自于简单非线性函数的多次复合。网络结构简单,易于实现。反传网络是一种典型的前向网络。

(2)反馈网络网络内神经元间有反馈,可以用一个无向的完备图表示。这种神经网络的信息处理是状态的变换,可以用动力学系统理论处理。系统的稳定性与联想记忆功能有密切关系。

Hopfield网络、波耳兹曼机均属于这种类型。学习是神经网络研究的一个重要内容,它的适应性是通过学习实现的。根据环境的变化,对权值进行调整,改善系统的行为。

由Hebb提出的Hebb学习规则为神经网络的学习算法奠定了基础。Hebb规则认为学习过程最终发生在神经元之间的突触部位,突触的联系强度随着突触前后神经元的活动而变化。

在此基础上,人们提出了各种学习规则和算法,以适应不同网络模型的需要。

有效的学习算法,使得神经网络能够通过连接权值的调整,构造客观世界的内在表示,形成具有特色的信息处理方法,信息存储和处理体现在网络的连接中。

根据学习环境不同,神经网络的学习方式可分为监督学习和非监督学习。

在监督学习中,将训练样本的数据加到网络输入端,同时将相应的期望输出与网络输出相比较,得到误差信号,以此控制权值连接强度的调整,经多次训练后收敛到一个确定的权值。

当样本情况发生变化时,经学习可以修改权值以适应新的环境。使用监督学习的神经网络模型有反传网络、感知器等。非监督学习时,事先不给定标准样本,直接将网络置于环境之中,学习阶段与工作阶段成为一体。

此时,学习规律的变化服从连接权值的演变方程。非监督学习最简单的例子是Hebb学习规则。竞争学习规则是一个更复杂的非监督学习的例子,它是根据已建立的聚类进行权值调整。

自组织映射、适应谐振理论网络等都是与竞争学习有关的典型模型。

研究神经网络的非线性动力学性质,主要采用动力学系统理论、非线性规划理论和统计理论,来分析神经网络的演化过程和吸引子的性质,探索神经网络的协同行为和集体计算功能,了解神经信息处理机制。

为了探讨神经网络在整体性和模糊性方面处理信息的可能,混沌理论的概念和方法将会发挥作用。混沌是一个相当难以精确定义的数学概念。

一般而言,“混沌”是指由确定性方程描述的动力学系统中表现出的非确定性行为,或称之为确定的随机性。

“确定性”是因为它由内在的原因而不是外来的噪声或干扰所产生,而“随机性”是指其不规则的、不能预测的行为,只可能用统计的方法描述。

混沌动力学系统的主要特征是其状态对初始条件的灵敏依赖性,混沌反映其内在的随机性。

混沌理论是指描述具有混沌行为的非线性动力学系统的基本理论、概念、方法,它把动力学系统的复杂行为理解为其自身与其在同外界进行物质、能量和信息交换过程中内在的有结构的行为,而不是外来的和偶然的行为,混沌状态是一种定态。

混沌动力学系统的定态包括:静止、平稳量、周期性、准同期性和混沌解。混沌轨线是整体上稳定与局部不稳定相结合的结果,称之为奇异吸引子。

利用人工神经网络建立模型的步骤

人工神经网络有很多种,我只会最常用的BP神经网络AI爱发猫 www.aifamao.com。不同的网络有不同的结构和不同的学习算法。简单点说,人工神经网络就是一个函数。只是这个函数有别于一般的函数。它比普通的函数多了一个学习的过程。

在学习的过程中,它根据正确结果不停地校正自己的网络结构,最后达到一个满意的精度。这时,它才开始真正的工作阶段。学习人工神经网络最好先安装MathWords公司出的MatLab软件。

利用该软件,你可以在一周之内就学会建立你自己的人工神经网络解题模型。如果你想自己编程实现人工神经网络,那就需要找一本有关的书籍,专门看神经网络学习算法的那部分内容。

因为“学习算法”是人工神经网络的核心。最常用的BP人工神经网络,使用的就是BP学习算法。

只有温度数据怎么建立rbf神经网络模型

该网络的输出是什么?RBF神经网络的建立和训练主要有以下几种形式:1.net=newrbe(P,T,spread)newrbe()函数可以快速设计一个径向基函数网络,且是的设计误差为0。

第一层(径向基层)神经元数目等于输入向量的个数,加权输入函数为dist,网络输入函数为netprod;第二层(线性层)神经元数模有输出向量T确定,加权输入函数为dotprod,网络输入函数为netsum。

两层都有阀值。第一层的权值初值为p',阀值初值为0.8326/spread,目的是使加权输入为±spread时径向基层输出为0.5,阀值的设置决定了每一个径向基神经元对输入向量产生响应的区域。

2.[net,tr]=newrb(P,T,goal,spread,MN,DF)该函数和newrbe一样,只是可以自动增加网络的隐层神经元数模直到均方差满足精度或者神经元数模达到最大为止。

P=-1:0.1:1;T=sin(P);spread=1;mse=0.02;net=newrb(P,T,mse,spread);t=sim(net,P);plot(P,T,'r*',P,t)3.还可以直接建立广义RBF神经网络:net=newgrnn(P,T,spread)泛回归网络(generalizedregressionneuralnetwork)广义回归网络主要用于函数逼近。

它的结构完全与newbre的相同,但是有以下几点区别(没有说明的表示相同):(1)第二网络的权值初值为T(2)第二层没有阀值(3)第二层的权值输入函数为normpod,网络输入函数为netsumP=0:1:20;T=exp(P).*sin(P);net=newgrnn(P,T,0.7);p=0:0.1:20;t=sim(net,p);plot(P,T,'*r',p,t)。

如何用 Python 构建神经网络择时模型

生物神经网络:一般指生物的大脑神经元,细胞,触点等组成的网络,用于产生生物的意识,帮助生物进行思考和行动。

人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks,简写为ANNs)也简称为神经网络(NNs)或称作连接模型(ConnectionModel),它是一种模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。

这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。人工神经网络:是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型。

在工程与学术界也常直接简称为“神经网络”或类神经网络。

自学bp神经网络要有什么基础??

简介:BP(BackPropagation)网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。

BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。

BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hidelayer)和输出层(outputlayer)摘要:BP神经网络算法是在BP神经网络现有算法的基础上提出的,是通过任意选定一组权值,将给定的目标输出直接作为线性方程的代数和来建立线性方程组,解得待求权,不存在传统方法的局部极小及收敛速度慢的问题,且更易理解。

关键词:固定权值;gauss消元法;BP算法人工神经网络(artificialneuralnetworks,ANN)系统是20世纪40年代后出现的,它是由众多的神经元可调的连接权值连接而成,具有大规模并行处理、分布式信息存储、良好的自组织自学习能力等特点,在信息处理、模式识别、智能控制及系统建模等领域得到越来越广泛的应用。

尤其误差反向传播算法(ErrorBack-propagationTraining,简称BP网络)可以逼近任意连续函数,具有很强的非线性映射能力,而且网络的中间层数、各层的处理单元数及网络的学习系数等参数可根据具体情况设定,灵活性很大,所以它在许多应用领域中起到重要作用。

近年来,为了解决BP神经网络收敛速度慢、不能保证收敛到全局最小点,网络的中间层及它的单元数选取无理论指导及网络学习和记忆的不稳定性等缺陷,提出了许多改进算法。

1传统的BP算法简述BP算法是一种有监督式的学习算法,其主要思想是:输入学习样本,使用反向传播算法对网络的权值和偏差进行反复的调整训练,使输出的向量与期望向量尽可能地接近,当网络输出层的误差平方和小于指定的误差时训练完成,保存网络的权值和偏差。

具体步骤如下:(1)初始化,随机给定各连接权[w],[v]及阀值θi,rt。

(2)由给定的输入输出模式对计算隐层、输出层各单元输出bj=f(■wijai-θj)ct=f(■vjtbj-rt)式中:bj为隐层第j个神经元实际输出;ct为输出层第t个神经元的实际输出;wij为输入层至隐层的连接权;vjt为隐层至输出层的连接权。

dtk=(ytk-ct)ct(1-ct)ejk=[■dtvjt]bj(1-bj)式中:dtk为输出层的校正误差;ejk为隐层的校正误差。

(3)计算新的连接权及阀值,计算公式如下:vjt(n+1)=vjt(n)+琢dtkbjwij(n+1)=wij(n)+茁ejkaikrt(n+1)=rt(n)+琢dtkθj(n+1)=θj(n)+茁ejk式中:琢,茁为学习系数(0<琢<1,0<茁<1)。

(4)选取下一个输入模式对返回第2步反复训练直到网络设输出误差达到要求结束训练。

传统的BP算法,实质上是把一组样本输入/输出问题转化为一个非线性优化问题,并通过负梯度下降算法,利用迭代运算求解权值问题的一种学习方法,但其收敛速度慢且容易陷入局部极小,为此提出了一种新的算法,即高斯消元法。

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