神经网络控制1模型总结
神经网络控制1模型总结
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1.1.2 人脑神经网络
脑神经系统主要组成部分
大脑皮层由许多功能区组成（运动、听觉、
神经元群 其区域性结构：遗传 其功能：后天对环境的适应于学习得来 （自组织特性Self-Organization） 视觉等）
子功能模块的并行关系
a) 连接形式 b) 大脑处理信息的特点 C) 生物学研究成果
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神经元模型（1）
• 神经元是人工神经网络的基本处理单元， 它一般是一个多输入/单输出的非线性 元件。神经元输出除受输入信号的影响 之外，同时也受到神经元内部其他因素 的影响，所以在人工神经元的建模中， 常常还加有一个额外输入信号，称为偏 差（bias），有时也称为阈值或门限值。
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20世纪80年代 第二次高潮 Reasons: 1）AI理论、 Neumann计算机功能受 挫（智能、视觉处理等） 2）ANN有新成果、脑科学、神经科 学 、 VLSI、光电技术的发展
1. 神经元分层排列，可又多层
2. 层间无连接
3. 方向由入到出
感知网络（perceptron即为此） 应用最为广泛
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全反馈结构图
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Inner RNN结构图
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回归网络特点
• Output 与 Input相连（全反馈） 特点：1. 内部前向 2. 输出反馈到输入 例： Fukushima网络
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大脑处理信息的特点
• 分布存储与冗余性：记忆在大量元中，每个元存 在许多信息的部分内容，信息在神经网络中的记 忆反映在神经元间的突触连接强度上(weights）; • 并行处理：NN既是处理器又是存储器（并行处理 不同于并行机）; • 信息处理与存储合一：每个元兼有二者功能; • 可塑性与自组织性：可塑性是学习记忆的基础; • 鲁棒性：高连接度导致一定的误差和噪声不会使 网络性能恶化。是智能演化的重要因素。
控制工程中的神经网络模型及应用
控制工程中的神经网络模型及应用随着科技的不断进步，人工智能领域的发展也越来越受到人们的关注。
神经网络模型是一种模仿人脑神经元处理信息的计算模型，可以模拟人脑的学习和决策过程，因此被广泛应用于控制工程领域。
本文将介绍控制工程中的神经网络模型及其应用。
一、神经网络模型神经网络模型是一种基于神经元之间相互连接的数学模型，它可以通过对大量数据的学习和训练来实现自主的决策和预测。
神经网络模型的基本结构包括输入层、隐藏层和输出层，其中隐藏层的数量和神经元的数量可以根据具体问题进行调整。
在神经网络模型中，每个神经元都拥有多个输入和一个输出，其中每个输入都与某个权值相乘，并加上一个偏置值。
最后，所有的输出通过激活函数进行输出。
二、神经网络在控制工程中的应用1. 控制器设计神经网络可以被用来设计控制器，通过学习大量的样本数据，神经网络可以对未知情况进行预测和反馈，从而实现更加有效的控制。
例如，在电机控制系统中，神经网络可以通过对电机的转速、误差等参数进行学习和训练，从而设计出更加精确的控制器。
2. 过程建模神经网络也可以被用来对复杂的系统过程进行建模和预测，例如模式识别、噪声预测、目标检测等。
例如，在工业生产中，神经网络可以通过对生产过程中的各种参数进行学习和训练，从而建立出一个准确的生产模型，以实现自主的生产和监控。
3. 优化问题神经网络可以被用来解决各种优化问题，例如最大化或最小化某个目标函数。
例如在自动驾驶汽车系统中，神经网络可以通过对车辆周围环境的学习和训练，从而实现自主驾驶和路径规划。
三、神经网络模型的优势1. 鲁棒性神经网络模型具有较强的鲁棒性，可以容忍一定的误差和干扰，从而保证了控制系统的可靠性。
2. 精确性由于神经网络模型具有强大的学习和预测能力，因此可以实现更加精确的控制和决策，从而提高了系统的效率和质量。
3. 自主性神经网络模型可以自主地进行决策和预测，避免了传统的控制系统中需要手动设计控制器的问题，从而提高了控制系统的智能程度。
神经网络模型及其应用
神经网络模型及其应用随着计算机技术的不断发展，人工智能成为了科技领域最为热门的话题之一。
神经网络模型作为人工智能中的一种重要方法，正在被广泛研究和应用。
本文将介绍神经网络模型的概念、构成、工作原理，以及其在各领域的应用。
一、神经网络模型神经网络模型是模仿人脑神经元的工作原理，通过对大量数据的分析和处理，从而实现人工智能的一种算法模型。
神经网络模型可以理解为一种由节点和边组成的有向图，其中节点表示神经元，边表示神经元间的连接。
神经网络模型一般由输入层、隐藏层和输出层组成。
输入层是神经网络模型接受外界信息的部分，输入层中每一个节点表示输入向量中的一个变量。
输入向量则是模型需要进行处理的信息。
隐藏层是模型的中间层，其中每一个节点接收来自前一层的信号，进行一定的计算和处理，然后将其传递给下一层。
隐藏层通常被设计为多层，以便提高模型的复杂度和精度。
输出层是神经网络模型的输出端，输出层中的每个节点对应着模型的输出结果。
二、神经网络模型的工作原理神经网络模型的工作原理可以简单地归纳为两个过程：前向传播和误差反向传播。
前向传播是指输入向量经过输入层、隐藏层，最终到达输出层的过程。
在前向传播过程中，输入层的节点将输入向量的值传递给隐藏层的每个节点，然后隐藏层中每个节点进行计算和处理，最终将结果传递给输出层。
输出层的每个节点将隐藏层中传递过来的结果进行计算，最终得到输出结果。
误差反向传播是指根据输出结果和期望结果的误差来计算每个节点的偏导数，从而调整每个节点的参数值，使得网络模型的误差最小。
具体来说，误差反向传播是利用梯度下降法对神经网络模型进行训练的过程。
在训练过程中，根据误差的大小及其方向来调整模型各个节点的权重和偏置值，使得模型输出结果更加接近期望结果。
三、神经网络模型的应用神经网络模型已经被广泛应用于各个领域，包括计算机视觉、自然语言处理、语音识别、游戏智能等。
1. 计算机视觉神经网络模型在计算机视觉领域的应用非常广泛，包括图像分类、目标检测、图像分割等。
神经网络模型及训练方法
神经网络模型及训练方法神经网络模型是深度学习的关键组成部分，它模仿人脑的神经系统结构来解决各种复杂问题。
神经网络模型由多个神经元节点组成，并通过这些节点之间的连接进行信息传递和处理。
在这篇文章中，我们将深入探讨神经网络模型的基本原理和常用的训练方法。
一、神经网络模型的基本原理神经网络模型的核心概念是神经元。
每个神经元接收来自其他神经元的输入信号，并根据这些输入计算出一个输出信号。
神经网络模型由多层神经元组成，通常分为输入层、隐藏层和输出层。
输入层接收外部输入数据，并将其传递给隐藏层。
隐藏层是实现非线性映射的关键部分。
通过使用激活函数，隐藏层可以学习到更复杂的特征表示。
输出层接收来自隐藏层的信号，并生成最终的输出结果。
神经网络模型的训练过程是通过调整模型中的参数来使其能够更好地拟合训练数据。
参数是神经元之间的连接权重和偏置。
通过将训练数据输入模型，计算模型的输出并与真实值进行比较，可以得到损失函数。
然后，通过梯度下降等优化算法，调整参数的值以最小化损失函数。
二、常用的神经网络模型1. 前馈神经网络（Feedforward Neural Network）前馈神经网络是最基本的神经网络模型。
它的输入信号只按照前向的顺序传递，不会产生循环。
前馈神经网络适用于处理静态的输入数据，并能够解决许多分类和回归问题。
它的训练方法主要是通过反向传播算法来更新网络中的参数。
2. 卷积神经网络（Convolutional Neural Network）卷积神经网络是一种专门用于处理图像和视频数据的神经网络模型。
它结构简洁而高效，能够识别和提取图像中的特征。
卷积神经网络利用卷积操作和池化操作来减少参数数量，并通过多层卷积层和全连接层实现图像分类和目标检测等任务。
3. 循环神经网络（Recurrent Neural Network）循环神经网络是一种具有循环连接的神经网络模型。
它能够处理序列数据，并具有记忆能力。
循环神经网络通过在时间上展开，将过去的信息传递给未来，从而建立起对序列数据的依赖关系。
控制系统神经元模型
控制系统神经元模型神经元模型是一种用于模拟和理解生物神经元行为的数学工具。
在控制系统中，神经元模型可以帮助我们了解和设计神经网络、反馈控制系统和智能控制系统。
本文将介绍控制系统神经元模型的基本原理、常用模型以及应用案例。
一、基本原理神经元是生物体中负责信息传递和处理的基本单位。
控制系统中的神经元模型是对其行为的简化和抽象。
其基本原理可以概括为以下几点：1.电信号传递：神经元通过电信号进行信息传递，这一过程可以用电流或电压来模拟。
电信号在神经元内部和神经元之间通过离子通道的开闭来实现。
2.神经元膜电位：神经元膜电位是神经元内外电压差的表征，也是神经元激活的基本指标。
膜电位的变化受到外界刺激和内部机制的调控。
3.阈值与激活：当神经元膜电位超过一定阈值时，神经元将产生动作电位，即神经元激活。
激活产生的动作电位可以传递到其他神经元，从而实现信息传递。
二、常用模型1.阈值模型：阈值模型是最简单和常用的神经元模型之一。
它假设神经元只有两个状态，即激活和非激活。
当输入信号超过一定阈值时，神经元激活并输出一个固定幅值的信号，否则输出为零。
阈值模型可以用于二值化控制系统和逻辑运算。
2.传导模型：传导模型考虑了神经元膜电位在时间上的变化。
它通过微分方程描述膜电位的演化过程，并引入不同的模型参数来模拟不同类型的神经元。
传导模型可以更好地反映神经元的兴奋性和抑制性。
3.强化学习模型：强化学习模型是一种用于自主学习和优化控制的神经元模型。
它通过与环境的交互获取反馈信号，并通过反馈信号调整自身的权重和连接强度。
强化学习模型可以应用于机器学习、自动控制和智能决策。
三、应用案例1.神经网络控制：神经元模型的一个重要应用是神经网络控制。
神经网络控制系统通过构建多层次、多连接的神经网络，实现对复杂系统的建模和控制。
神经网络控制可以应用于机器人控制、自动驾驶和智能制造等领域。
2.反馈控制系统：神经元模型可以用于构建反馈控制系统的控制器。
控制系统中的神经网络与模型控制
控制系统中的神经网络与模型控制引言：控制系统是现代工程中的重要组成部分，它能够帮助我们实现对物理系统的精确控制，以满足特定的需求。
而控制系统中的神经网络与模型控制技术则是其中的两个重要方法，它们分别基于神经网络和模型的特性，为控制系统提供了不同的可行方案。
本文将详细探讨这两种方法的原理、应用以及优势。
一、神经网络控制系统神经网络控制系统是一种基于人工神经网络模型的控制方法。
神经网络是受到生物神经系统启发的一种数学模型，它能够通过学习和适应不断改善自身的性能。
在控制系统中，神经网络可以根据输入输出的关系自动调整自身的权重和参数，以实现对系统的控制。
1. 神经网络模型神经网络由多个人工神经元组成，这些神经元之间通过连接权重进行信息传递。
常见的神经网络模型有前馈神经网络、循环神经网络和卷积神经网络等，它们在不同的场景下具有不同的适用性。
2. 神经网络控制算法神经网络控制算法主要包括前向传播和反向传播两个过程。
前向传播是指从输入端逐层传递信息至输出端的过程，反向传播则是通过计算误差来调整神经网络的权重和参数。
通过不断迭代学习，神经网络能够逐渐找到系统的最优控制策略。
3. 神经网络控制系统的应用神经网络控制系统在诸多领域有着广泛的应用。
例如自动驾驶车辆、飞机飞行控制、机器人等，这些系统需要根据外部环境和目标来实时调整控制策略，神经网络能够提供较大的灵活性和适应性。
二、模型控制系统模型控制是另一种常见的控制方法，它利用已知系统模型来设计控制器，以实现对系统的精确控制。
模型控制系统基于数学建模和控制理论，具有较高的控制精度和稳定性。
1. 系统建模模型控制系统首先需要对待控制的物理系统进行建模。
常见的建模方法有状态空间模型、传递函数模型和灰色模型等，不同的方法适用于不同的系统和需求。
2. 控制器设计控制器设计是模型控制的核心。
常见的控制器有比例控制器、积分控制器和微分控制器等，通过调节控制器的参数可以实现对系统的精确控制。
神经网络控制
M—P模型的提出兴起了对神经网络的研究。
(2) 1949年心理学家D．O．Hebb提出神经元之间突触联系强度可变 的假设。他认为学习过程是在突触上发生的，突触的联系强度随其前 后神经元的活动而变化。根据这一假设提出的学习率为神经网络的学 习算法奠定了基础。
(3) 1958年，Rosenblatt提出感知机，第一次把神经网络的研究付 诸工程实践。这是一种学习和自组织的心理学模型，它基本上符合 神经生理学的知识，模型的学习环境是有噪声的，网络构造中存在 随机连接，这符合动物学习的自然环境。这种类型的机器显然有可 能应用于模式识别、联想记忆等方面。
3．兴盛阶段
再次兴起的原因：
（1）计算机不具备学习能力。在处理能明确定义的问题或运用能明 确定义的概念作为知识时，计算机比较容易对它们进行处理，但是对 一些知识背景不清楚、推理规则不明确、环境信息十分复杂的知识处 理或是算法难以提取的信息处理任务往往感到很困难。 （2）日本第五代机计划远未达到预想水平，也倾向使人觉得有必要 进一步弄清人们习以为常的认知功能是如何进行的．这些认知功能包 括视、听觉感知，学习记忆，运动控制等．从而使人们认识到不能拘 泥一格而必须开拓新的思路，探索新的人类智能实现途径。这时原来 已出现过的，与人脑的生理组织更为接近的神经网络模型就自然成为 理想的候选模型。
兴盛阶段的标志：
（1）近些年来．许多科学家提出了许多种具备不同信息处理能力的神 经网络模型，至今为止。约已开发出了三十多种。神经网络也 被应用到了许多信息处理领域，如模式别、自动控制、信号处理、辅助 决策、人工智能等等。 （2）神经计算机的研究也为神经网络的理论研究和应用研究促供了 强有力的支持，各大学、科研团体和公司开发了许多神经网络模拟软 件包、各种型号的电子神经计算机以及许多神经网络芯片。 （3）1987年6月在美国加州举行了第一届神经网络国际会议，并成立 了国际神经网络学会，以后每年召开两次国际联合神经网络大会 (IJCNN)。 1990年12月在北京召开了我国首届神经网络学术大会，在南 京召开的1991中国神经网络学术大会上成上了中国神经网络学会。当前 发行了两种专门介绍神经网络研究的刊物，《IEEE Transaction on Neural Network》和《Neural Network》
控制系统的神经网络模型控制方法
控制系统的神经网络模型控制方法控制系统是现代工业生产过程中不可或缺的关键组成部分。
神经网络模型控制方法在控制系统领域中得到了广泛应用，其独特的特点和优势使其成为一种有效的控制策略。
本文将介绍神经网络模型控制方法的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、神经网络模型控制方法的基本原理神经网络模型控制方法利用人工神经网络来建立控制系统的数学模型，以实现对系统的准确控制。
其基本原理包括神经网络模型的建立、训练和控制。
1.1 神经网络模型的建立神经网络模型通过对系统的输入和输出数据进行采样和处理，建立起系统的模型。
常见的神经网络模型包括前馈神经网络和递归神经网络，它们通过各自的网络结构和神经元连接方式来模拟系统的非线性特性。
1.2 神经网络模型的训练神经网络模型的训练是指通过对已知输入输出数据进行学习，调整神经网络模型的连接权值和阈值，使得模型能够准确地拟合实际系统的动态特性。
常用的训练算法包括误差反向传播算法和径向基函数网络算法等。
1.3 神经网络模型的控制神经网络模型的控制是指根据系统的状态信息，利用训练好的神经网络模型对系统的输出进行调整，以实现对系统的控制。
控制方法可以根据系统的要求和目标来设计，常见的方法包括比例积分微分控制器、模糊控制器和自适应控制器等。
二、神经网络模型控制方法的应用领域神经网络模型控制方法能够应用于各种不同类型的控制系统，具有广泛的应用领域。
2.1 工业控制系统神经网络模型控制方法在工业控制系统中得到了广泛应用，如机械控制、化工控制和电力系统控制等。
神经网络模型能够准确地建立起系统的数学模型，实现对系统动态特性的精确控制。
2.2 交通控制系统交通控制系统是一个典型的复杂系统，神经网络模型控制方法在交通灯控制、路径规划和交通流优化等方面具有广泛的应用价值。
通过对交通数据的采集和处理，神经网络模型能够准确地预测交通流量，优化交通信号控制策略，提高交通效率。
2.3 机器人控制系统神经网络模型控制方法在机器人控制系统中能够实现对机器人动作和决策的精确控制。
神经网络控制大全
nj
三、多层神经网络结构
x1k
x2 k
y1k
y2 k
xni k
1 wij 2 wij
yn0k
(a)
x1k
x2 k
y1k
y2 k
xni k
1 wij L wij
yn0k
(b)
图4-14 多层前向传播网络结构示意图 (a)含一个隐含层前向传播网络结构示意图 (b)含L+1个隐含层前向传播网络结构示意图
达到极小的方法来实现的。
对于N个样本集，性能指标为：
E E p (t pi y pi )
p 1 p 1 i 1
N
N
n0
对于具有n0个输出的单元网络，每一个期望输出矢量Tp和实际的输出矢量 Yp之间的误差函数可以用平方差和来表示，即
1 n0 E p (t pi y pi ) 2 2 j 1
j 1
n
y ( Net ) ( 0 w j x j )
j 1
n
x1 x1
x2w11w12源自xnw1n wn1
y
xn
x1
wn 2 wnn
x2
xn
n n n
图4-12 只含二次项的神经元结构示意图
Net 0 w j x j w jk x j xk
若 r L 为输出单元层，则：
r pj
E p o r pj
r o r pj Net pj
(
k
E p
1 Net r pk
1 Net r o r pk pj
)r ( Net r pj )
r 1 r 1 ( pk wkj )r ( Net r pj ) k
神经网络模型及其应用研究
神经网络模型及其应用研究随着计算机技术的不断发展，人类对于模拟生物智能的方法也越来越多。
其中神经网络是一种重要的模拟人类智能的方法。
它是一种由诸多神经元组成的网络结构，能够通过学习和训练来完成各种复杂的任务。
本文将介绍神经网络模型及其应用研究的相关内容。
一、神经网络模型1.1 神经元模型神经元是神经网络的基本单位，它的功能是接受输入信号并进行加权、求和后输出信号。
在神经网络模型中，一个神经元通常由三部分组成：输入层、加权和和激活函数。
其中输入层接收输入信号，加权和计算各个输入信号的权重和，激活函数将加权和转化为输出信号。
1.2 前馈神经网络模型前馈神经网络是一种最常见的神经网络模型，其结构通常由三层组成：输入层、隐层和输出层。
输入层接收输入信号，隐层进行信号的加权和转换，输出层输出最终的计算结果。
前馈神经网络模型通常用于分类、回归等领域的应用。
1.3 循环神经网络模型循环神经网络是一种可以处理序列数据的神经网络模型。
它的主要特点是将前一时刻的输出作为下一时刻的输入，这样网络就可以“记住”之前的信息。
循环神经网络常用于自然语言处理、音频处理等领域的应用。
1.4 卷积神经网络模型卷积神经网络是一种能够处理图像、视频等数据的神经网络模型。
它的主要特点是使用卷积运算来提取数据的空间特征，从而实现对数据的分类、分割等操作。
卷积神经网络被广泛应用于计算机视觉领域。
二、神经网络应用研究2.1 图像分类图像分类是神经网络应用研究中的一个重要领域。
通过训练卷积神经网络模型，可以实现对图像进行分类、识别等操作。
例如，可以通过训练一个猫和狗的图像分类模型，来判断一张图片中是猫还是狗。
2.2 声音识别声音识别是另一个神经网络应用研究的领域。
通过训练循环神经网络模型，可以实现对声音数据的分类、分割等操作。
例如，可以通过训练一个说话人识别模型，来判断一段语音属于哪个说话人。
2.3 自然语言处理自然语言处理是一个涉及到文本处理的领域。
一文详解神经网络模型
一文详解神经网络模型AI有道一个有情怀的公众号1Motivation在之前的机器学习基石课程中，我们就接触过Perceptron模型了，例如PLA算法。
Perceptron就是在矩gt(x)外面加上一个sign函数，取值为{-1,+1}。
现在，如果把许多perceptrons线性组合起来，得到的模型G就如下图所示：将左边的输入(x0,x1,x2,⋯,xd)与T个不同的权重(w1,w2,⋯,wT)相乘（每个wi是d+1维的），得到T个不同的perceptrons为(g1,g2,⋯,gT)。
最后，每个gt给予不同的权重(α1,α2,⋯,αT)，线性组合得到G。
G也是一个perceptron模型。
从结构上来说，上面这个模型包含了两层的权重，分别是wt和α。
同时也包含了两层的sign函数，分别是gt和G。
那么这样一个由许多感知机linear aggregation的模型能实现什么样的boundary呢？举个简单的例子，如下图所示，g1和g2分别是平面上两个perceptrons。
其中，红色表示-1，蓝色表示+1。
这两个perceptrons线性组合可能得到下图右侧的模型，这表示的是g1和g2进行与（AND）的操作，蓝色区域表示+1。
如何通过感知机模型来实现上述的AND(g1,g2)逻辑操作呢？一种方法是令第二层中的α0=−1,α1=+1,α2=+1。
这样，G(x)就可表示为：g1和g2的取值是{-1,+1}，当g1=−1，g2=−1时，G(x)=0；当g1=−1，g2=+1时，G(x)=0；当g1=+1，g2=−1时，G(x)=0；当g1=+1，g2=+1时，G(x)=1。
感知机模型如下所示：这个例子说明了一些简单的线性边界，如上面的g1和g2，在经过一层感知机模型，经线性组合后，可以得到一些非线性的复杂边界（AND运算）G(x)。
除此之外，或（OR）运算和非（NOT）运算都可以由感知机建立相应的模型，非常简单。
神经网络及其控制
神经⽹络及其控制第⼀章神经⽹络计算§1-1神经元模型⼀、概述神经⽹络的特点1. 定义：⽤于模拟⼈脑神经元活动过程，包括对信息的加⼯、处理、存贮和搜索过程。
2. 特点（1）信息分布式存贮（2）信息的并⾏处理与推理（3）信息的⾃组织、⾃学习⼆、神经元的模型特征神经元——多输⼊单输出的信息处理单元膜电位——细胞内部和外部具有不同的电位，当外部电位为零时，内部电位称为膜电位。
ωi >0 —— 兴奋性神经元的突触ωi <0 —— 抑制性ωi =0 —— 第i 个输⼊信号对该神经元不起任何作⽤神经元具有以下特征：1. 时空整合功能：（1）空间总和：定量描述为：整个神经元的膜电位（状态变化）与输⼊信号与其权重的线性组合：1ni i i x ω=∑ 是线性相关的（2）时间总和：不同时刻的输⼊信息对神经元的影响会重叠，加起来，同时起作⽤。
（3）时空整合：根据空间和时间总和，神经元对不同时刻和不同部位的输⼊进⾏处理，该过程称之为时空整合作⽤。
定量描述为：设第i 个输⼊信号t 时间后对膜电位的影响为ωi （t ′(t)）,则在t 时刻，神经元膜电位的变化与下式有关：1()()nti i i t t x t dt ω-∞=-∑?’’’ （1—1）式中()i x t ’——第i 个输⼊在时间t ′时的输⼊信号2阈值特性神经元的输⼊输出之间为⾮线性，如图1—2所⽰：图1—2 阈值特性即：_0y u y u θθ>==?θ——阈值3. 不应期θ本⾝是随着兴奋程度的变化⽽变化。
绝对不应期——当θ—>∞时，⽆论输⼊信号多强⼤，也不会有输出信号。
4. 突触结合的可塑性：即权重ωi 是实时变化的。
⼆、神经模型⼊图1—3 神经元模型输⼊处理：1ni K Kk u I ω==?∑ (1—2)活化处理：()(,)i i i i x t F u x = （1—3）输出处理：()()i i i o t f x = （1—4）式中，f i （）——输出函数，根据不同模型⽽定。
自动控制原理智能控制知识点总结
自动控制原理智能控制知识点总结一、智能控制概述智能控制是指在自动控制系统中引入人工智能技术，使系统具备自主学习、优化和决策的能力，从而提高系统的效率和鲁棒性。
智能控制依赖于对系统的建模、学习和优化算法的设计，常用的智能控制技术包括神经网络控制、遗传算法控制、模糊逻辑控制等。
二、神经网络控制1. 神经网络控制基本原理神经网络控制是一种基于生物神经网络模型的智能控制方法。
它模仿人脑的神经元之间的连接和传递方式，通过训练优化网络参数，实现对动态系统的建模和控制。
2. 神经网络控制应用领域神经网络控制广泛应用于机器人控制、工业过程控制、飞行器控制等领域。
其具有非线性建模能力强、适应性优良等特点，可以应对复杂系统和不确定性环境下的控制问题。
三、遗传算法控制1. 遗传算法控制基本原理遗传算法控制是一种基于生物进化理论的智能控制方法。
它通过模拟自然界中的遗传、交叉和变异等过程，通过优胜劣汰的方式搜索最优控制参数，从而实现对系统的优化和控制。
2. 遗传算法控制应用领域遗传算法控制常用于优化问题，如参数优化、路径规划等。
在工业生产、交通运输等领域有广泛应用，能够有效解决复杂系统无法通过传统方法求解的问题。
四、模糊逻辑控制1. 模糊逻辑控制基本原理模糊逻辑控制是一种基于模糊数学理论的智能控制方法。
它通过将模糊集合和模糊规则引入控制系统，实现对不确定性和模糊性信息的处理和决策。
2. 模糊逻辑控制应用领域模糊逻辑控制广泛应用于汽车控制、家电控制、智能交通等领域。
它能够有效处理模糊信息，应对人类智能控制中的不确定性和模糊性问题。
五、智能控制系统的设计流程1. 系统建模智能控制系统设计的第一步是对被控对象进行建模，包括系统的输入、输出和数学模型等。
2. 知识获取和表示根据具体控制问题，通过专家知识和实验数据等方式获取系统的知识，并将其表示为适当的形式，如神经网络权值、遗传算法的染色体编码等。
3. 优化算法设计根据系统的特点和控制目标，选择适当的优化算法，如神经网络的反向传播算法、遗传算法的选择、交叉和变异算子设计等。
神经网络模型的训练与优化方法总结
神经网络模型的训练与优化方法总结神经网络模型是人工智能领域中的一项重要技术，它通过模仿人类神经系统的工作原理，实现了学习和识别的能力。
然而，神经网络模型的训练和优化是一个复杂而艰巨的任务。
本文将对神经网络模型的训练与优化方法进行总结与归纳。
一、梯度下降与误差反向传播算法在神经网络的训练过程中，梯度下降与误差反向传播算法被广泛应用。
梯度下降算法通过最小化目标函数来调整网络的权重和偏差，使得网络的输出与期望输出之间的误差最小化。
误差反向传播算法则是将输出误差沿着网络进行反向传播，并根据误差大小来更新权重和偏差。
这两个算法的结合使得神经网络模型能够不断优化，逐渐接近目标。
然而，梯度下降与误差反向传播算法也存在一些问题。
首先，当网络的层数较多时，误差梯度很容易出现梯度消失或者梯度爆炸的问题，导致训练过程无法进行。
其次，误差反向传播算法对于非凸优化问题可能会陷入局部最优解，而无法达到全局最优解。
为了解决这些问题，人们提出了各种改进方法。
二、激活函数的选择与变化激活函数在神经网络模型中起到了非常重要的作用，它将输入信号映射到输出信号，并引入了非线性因素。
传统的激活函数如sigmoid、tanh等，在深层网络中容易出现梯度消失的问题，因此有了一些新的激活函数被提出，如ReLU、Leaky ReLU等。
这些新的激活函数在一定程度上解决了梯度消失的问题，并且能够更好地适应深层网络的训练。
另外，某些情况下改变激活函数也可以带来一些优化效果。
例如，在处理图像数据时，使用卷积神经网络，采用ReLU作为激活函数能够更好地提取图像特征。
而对于文本分类等任务，使用tanh激活函数则效果更好。
因此，在神经网络模型的训练中，选择合适的激活函数以及根据具体任务进行激活函数的变化，对于优化网络模型具有重要意义。
三、正则化与批标准化技术在神经网络的训练中，过拟合是一个常见的问题。
当网络过度拟合训练数据时，其泛化能力会下降，对于新样本的预测效果也会变差。
神经网络模型的训练与优化技巧总结
神经网络模型的训练与优化技巧总结神经网络已经成为许多人工智能领域中的重要工具，其在图像识别、自然语言处理和推荐系统等应用中取得了显著的突破。
然而，训练一个高效准确的神经网络模型并不是一件容易的事情。
在本文中，我将总结一些神经网络模型训练与优化的技巧，希望能给读者提供一些建议，帮助他们更好地理解和运用神经网络模型。
1. 数据预处理：数据预处理在神经网络模型训练中起着至关重要的作用。
合适的数据预处理可以提高训练速度和模型的准确性。
常见的数据预处理技巧包括标准化、归一化、数据扩增和特征选择等。
标准化和归一化可以使数据在相同的尺度上，有助于模型找到最优解；数据扩增可以通过旋转、翻转、剪切等操作增加训练样本的多样性，提高模型的泛化能力；特征选择可以减少数据的维度，降低训练的复杂度。
正确选择和应用这些方法，能够显著提高神经网络模型的训练效果。
2. 激活函数选择：激活函数在神经网络中非常重要，它引入了非线性因素，使网络具有更强的表达能力。
常用的激活函数有Sigmoid函数、ReLU函数、Tanh函数等。
Sigmoid函数和Tanh函数可以将输入映射到[0,1]和[-1,1]的区间内，适合于二分类和回归问题；ReLU函数则能够更有效地解决梯度消失问题，在深层网络中表现出更好的性能。
根据不同的问题，选择合适的激活函数可以提高模型的训练速度和准确性。
3. 参数初始化：参数初始化是模型训练的关键一步。
通过合适的参数初始化，可以使网络更快地收敛到最优解。
常见的参数初始化方法有随机初始化、Xavier初始化和He初始化等。
随机初始化是最简单的方法，但容易导致梯度爆炸或梯度消失的问题；Xavier初始化能够使得激活值的方差保持不变，有效地解决了梯度消失和梯度爆炸问题；He初始化则更适用于使用ReLU激活函数的网络。
正确选择参数初始化方法，能够帮助模型更好地解决训练中的梯度问题，提高训练效果。
4. 正则化技巧：为了避免模型过拟合，正则化技巧是必不可少的。
基于小脑模型的EPS 神经网络控制1
基于小脑模型的EPS 神经网络控制*【摘要】建立了车辆电动助力转向系统（EPS ）数学模型，针对EPS 控制的响应速度及实时性的要求，基于小脑模型，设计了EPS 神经网络控制策略，分析了电动助力转向系统的动态响应，开发了基于单片机ARM 为内核的EPS 控制器，在仿真的基础上，进行了实车道路试验。
结果表明，基于小脑模型的神经网络控制的电动助力转向系统较好地协调了车辆转向时轻与灵的矛盾，改善了车辆的操纵稳定性，提高了整车综合性能。
关键词：电动助力转向系统 小脑模型 神经网络控制 试验引言电动助力转向系统（Electric Power Steering System ,简称EPS ）与传统液压助力转向系统相比，具有节能、环保、结构紧凑及性能优良等优点，成为国内外学者、生产厂家的研究热点[1-4]。
近年来，许多学者在系统建模、助力特性规则、EPS 控制原理、控制方法、试验手段等方面进行一系列的研究，取得了一定的研究成果，但现有的产品还存在一定的缺陷，EPS 助力时，抖动严重，控制效果不理想，仍需要对EPS 的一些关键技术进行攻关，特别是EPS 的控制策略。
基于小脑模型的神经网络控制（Cerebellar Model Articulation Control ，简称CMAC ）是近年发展起来的的一种新兴智能控制方法，它能较好地把信息存储在局部结构上，使每次修正的权系数很少，在保证函数非线性逼近性能的前提下，学习速度快，实时性好，泛化能力强。
文章建立EPS 动态数学模型，基于小脑模型，设计EPS 神经网络集成控制策略，开发集成控制器，在仿真的基础上，进行实车道路试验。
1 EPS 动态数学模型参考文献[5]，EPS 动态数学模型为：X AX Bu Y CX Du ⎧=+⎨=+⎩(1)(2)式中，[]T ssrrmmX x x θθθθ=[]Thmu T T F δ= [,,,,]T sen a s m r Y T T x θθ=A 、B 、C 、D 为常系数矩阵[5]。
神经网络作业总结范文
一、前言随着人工智能技术的飞速发展，神经网络作为人工智能领域的重要技术之一，越来越受到广泛关注。
本次作业以吴恩达机器学习课程中的神经网络部分为基础，通过实际操作，对神经网络的理论知识和实践应用进行了深入学习和总结。
二、理论基础1. 神经网络结构神经网络主要由输入层、隐藏层和输出层组成。
输入层负责接收输入数据，隐藏层负责对输入数据进行特征提取和变换，输出层负责输出最终结果。
2. 激活函数激活函数是神经网络中的关键组成部分，它将线性组合的结果转换为非线性的输出。
常用的激活函数有Sigmoid、ReLU和Tanh等。
3. 权值和偏置权值和偏置是神经网络中重要的参数，它们决定了神经网络的输出。
在训练过程中，通过不断调整权值和偏置，使神经网络能够更好地拟合数据。
4. 前向传播和反向传播前向传播是指将输入数据经过神经网络各个层，最终得到输出结果的过程。
反向传播是指根据输出结果与真实值的误差，反向传播误差信号，并更新权值和偏置，使神经网络能够不断优化。
三、实践操作1. 数据准备本次作业以MNIST手写数字数据集为例，进行神经网络训练。
首先，需要将数据集划分为训练集、验证集和测试集。
2. 网络搭建根据吴恩达机器学习课程的要求，搭建一个简单的神经网络。
输入层为784个神经元，隐藏层为128个神经元，输出层为10个神经元，分别对应0-9的数字。
3. 训练过程使用训练集对神经网络进行训练。
在训练过程中，通过调整学习率、批处理大小等参数，使神经网络能够更好地拟合数据。
4. 验证和测试使用验证集和测试集对神经网络进行验证和测试。
通过计算准确率等指标，评估神经网络的性能。
四、总结1. 理论知识的重要性通过本次作业，深刻体会到理论知识在神经网络实践中的重要性。
只有掌握扎实的理论基础，才能更好地进行实践操作。
2. 神经网络的优化在训练过程中，不断调整学习率、批处理大小等参数，使神经网络能够更好地拟合数据。
这表明，优化神经网络参数对于提高性能至关重要。
神经网络心得体会感悟(3篇)
第1篇随着科技的飞速发展，人工智能已经成为了当今世界的一个重要研究方向。
在众多的人工智能技术中，神经网络作为一种模拟人脑神经元连接方式的计算模型，受到了广泛关注。
近年来，我有幸接触并学习了神经网络，通过实践和思考，我对神经网络有了更深入的了解和感悟。
一、神经网络的起源与发展神经网络的概念最早可以追溯到1943年，由心理学家沃伦·麦卡洛克和数学家沃尔特·皮茨提出。
他们提出了一种模拟人脑神经元连接方式的计算模型，即著名的麦卡洛克-皮茨模型。
然而，由于当时计算能力的限制，神经网络的研究并没有取得太大的进展。
直到20世纪80年代，随着计算机硬件技术的飞速发展，神经网络的研究才逐渐兴起。
尤其是1986年，加拿大科学家杰弗里·辛顿提出了反向传播算法，使得神经网络的学习速度得到了极大的提高。
此后，神经网络的研究和应用得到了快速发展，成为了人工智能领域的一个重要分支。
二、神经网络的基本原理神经网络是一种模拟人脑神经元连接方式的计算模型，主要由输入层、隐藏层和输出层组成。
每个神经元都与其他神经元通过连接权重进行连接，通过激活函数对输入信号进行处理，最终输出结果。
1. 输入层：接收外部输入数据，如图片、声音等。
2. 隐藏层：对输入数据进行初步处理，提取特征。
3. 输出层：根据隐藏层提取的特征，输出最终结果。
神经网络中的每个神经元都包含一个激活函数，常用的激活函数有Sigmoid函数、ReLU函数等。
激活函数的作用是将输入信号转换为0到1之间的数值，以便进行后续计算。
三、神经网络的实践与感悟在学习神经网络的实践过程中，我深刻体会到了以下几点：1. 数据的重要性：神经网络的学习效果很大程度上取决于数据的质量和数量。
在实践中，我意识到要取得良好的学习效果，必须拥有大量高质量的数据。
2. 网络结构的选择：神经网络的结构对学习效果有着重要影响。
在实践中，我尝试了多种网络结构，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）等。
神经网络模型和控制
突触的存在说明：两个神经元的 细胞质并不直接连通，两者彼 此联系是通过突触这种结构接 口的。有时，也把突触看作是 神经元之间的连接。
ห้องสมุดไป่ตู้4.1 引言 10
二、人脑神经细胞的结构和功能
神经元的4种生物行为有： 能处于抑制或兴奋状态； 能产生爆发和平台两种情 况； 能产生抑制后的反冲； 具有适应性。 突触的4种生物行为有：
一般而言，神经网络有前向网络，层内连接的前 向网络，反馈网络，互连网络等4种互连结构.
(4) 互连网络 任意两个神经元之间都可 连接。
4.1 引言
28
四、神经网络结构及功能
4. 神经网络信息处理的数学过程
神经网络信息处理可以用数学过程来说明，这个 过程可分为两个阶段： 执行阶段 学习阶段
下面以前向网络情况说明这两个阶段。
4.1 引言
3
一、人工神经网络研究概述 1、1943 ~ 1969年为初创期
时间 人物
McCulloch（心理学家） Pitts（数学家） Hebb（心理学家） Rosenblatt Minsky
成果
提出形式神经元模型 Hebb学习规则 感知器模型 《感知器》
1943
1949
1958
1969
4.1 引言
当神经元接受来自其它神经元的信息时，膜电位在开始时是按时间连 续渐渐变化的。当膜电位变化经超出一个定值时，才产生突变上升的 脉冲，这个脉冲接着沿轴突进行传递。神经元这种膜电位高达一定阈 值才产生脉冲传送的特性称阈值特性。 神经元的信息传递还有两个特点。一个是单向性，即只能从前一级神 经元的轴突末梢传向后一级神经元的树突或细胞体，不能反之。另一 个是延时性，信息通过突触传递，通常会产生0.5—1ms的延时。
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16
1.2 人工神经网络
• 研究大脑的目的： a）揭示功能造福人类 b）构造ANN用于工程及其他领域 • （生物神经网络的模型化：ANN） BNN modeling ANN ANN非BNN模型，而是对结构及功能大 大简化后保留主要特性的某种抽象与模型。
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神经网络直观理解
2018/11/30 19
单个神经元特性
•神经元的膜电位与时/30
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BNN 脉冲，
ANN 模拟电压
• ANN等效模拟电压近似BNN脉冲密度， 仅有空间累加无时间累加（可认为时间 累加已隐含于等效模拟电压之中） • ANN中未考虑时延、不应期及疲劳等 可建立更为精确的模型，但一般NN研究 无此必要（方法论）
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31
S型函数（Sigmoid） a) 对数正切 y=1/(e-n+1)
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b)双曲正切 y=tanh(n)
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33
4.辐射基函数
a) 高斯函数
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34
b)三角波函数
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人工神经网络的构成
• 基本模型 • 连接的几种基本形式
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ANN的发展史
20世纪40年代：兴起与萧条
1943年 M-P model 心理学家W.S.McCulloch和 数学家W.Pitts提出： 形式神经元的数学描述与构造方法 与阈值神经元model基本相同，权值固定 1949年 心理学家D.O.Hebb提出突触强度可调的 假设： 学习过程发生在突触上 Hebb规则：
55
20世纪60年代,低潮
• 1969年 Minsky和Papert编写的 《Perceptron》 出版，使NN的研究进入低潮 Problems：single lager P.仅可解线性问题， NL XOR无法求解； 求解XOR 应该是MLP， 但MLP是否有意义，理论上不能得到有力证明 当时现状：数字计算机发达，认为可解决一切 问题 工业水平上，NNC不存在 但工作并未停止。
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ANN与BNN的比较
BNN
单元上差别 信息上差别 规模及智能
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ANN
忽略了影响 关系简单 模拟电压 小<
影响因素多 脉冲 大, 高
10 个元
低
52
4
1.3 ANN的发展
• ANN的发展史 • ANN的现状 1）NN研究学术机构 2）NN研究的主要问题方向： 1. 理论研究 2. 应用研究
2018/11/30 21
神经元模型（1）
• 神经元是人工神经网络的基本处理单元， 它一般是一个多输入/单输出的非线性 元件。神经元输出除受输入信号的影响 之外，同时也受到神经元内部其他因素 的影响，所以在人工神经元的建模中， 常常还加有一个额外输入信号，称为偏 差（bias），有时也称为阈值或门限值。
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常用学习规则
a) Hebb学习 D.Hebb1949年提出：两元同时兴奋，则突触 连接加强 b)δ学习规则 误差校正规则 梯度方法 （BP即为其中一种）
ij i j
j F yi y j
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ij ji
c) 相近学习规则
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大脑处理信息的特点
• 分布存储与冗余性：记忆在大量元中，每个元存 在许多信息的部分内容，信息在神经网络中的记 忆反映在神经元间的突触连接强度上(weights）; • 并行处理：NN既是处理器又是存储器（并行处理 不同于并行机）; • 信息处理与存储合一：每个元兼有二者功能; • 可塑性与自组织性：可塑性是学习记忆的基础; • 鲁棒性：高连接度导致一定的误差和噪声不会使 网络性能恶化。是智能演化的重要因素。
1 A f (W * P b) 1
W *P b 0 W *P b 0
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2、线性型 a) 全线性
A f (W * P b) W * P b
•
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30
b) 正线性
0 A f (W * P b ) n W* Pb 0 W* Pb 0
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形状图
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5
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6
类型
• 单极——无脊椎动物 • 双极——视网膜神经元neuron • 多极——脊椎、锥体、小脑蒲根
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原
则
• 神经元间信息传递的理论基础 • 原则1 动态极化原则（即信号沿确定 方向流动） 树突 轴突 突触 其他神经元 • 原则2 连接的专一性原则 神经元之间元细胞质的连续 神经元不构成随机网络 每一神经元与一些神经元形成特 殊的精确的联系
• 学习规则简介
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关于学习问题
• 学习：实例学习 举一反三的能力 • 机器学习: 从数据中归纳出规律,进行预 测或者对其性质作出判断
• 神经网络—启发式学习 • 支持向量机---统计学习理论
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学习规则
• 1）直接设计计算 e.g. Hopfield 作优化计算 • 2）学习得到,即通过训练(training)
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突触传递信息特点
• • • • • • • • • 1 时延性 : （0.3~1ms） 2 综合性 ： 时间与空间的累加 3 类型： 兴奋与抑制 4 脉冲与电位转换: （D/A功能） 5 速度： 1~150m/s 6 不应期（死区）： 3~5ms 7 不可逆性（单向） 8 可塑性 : 强度可变 ,有学习功能 脉冲
2018/11/30 10
连接形式
• • • • 辐射式：一到多 聚合式：多到一 链锁式：空间上加强与扩大作用 环式：反馈作用（可正可负）
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辐射式：一到多
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聚合式：多到一
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链锁式：空间上加强与扩大作用
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环式：反馈作用（可正可 负)
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• 1975年 Albus提出CMAC网络（Cerebella Model Articulation Controller） • 1977年 英国 Grossberg提出ART网络 （Adaptive Resonance Theory） Kohonen提出自组织映射理论 福岛邦彦（K.Fukushima）提出认 识 机（Neocognitron）模型 甘利俊（S.Amari）：NN数学理论 • 其它NL系统理论 Prigogine 非平衡系统的自组织理论 Haken 协同学 2018/11/30
Part2 Artificial Neural Network 第二部分 人工神经网络
之一 －－神经网络基础
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一、神经网络概论
• 神经网络种类
• 生物神经网络（Biological Neural Networks）
• 人工神经网络（Artificial Neural Networks)
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1.1 生物神经元网络
• 1.1.1生物神经元 • 1.1.2人脑神经网络
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3
1.1.1 生物神经元。
• 人的大脑由1012个神经元构成，神经元互相
连接成神经网络
• • • • • •
神经元组成：细胞体为主体 神经元功能：刺激、兴奋、传导、效应 形状图 神经元类型 原则 突触传递信息特点
ij i j
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20世纪50年代 , 第一次高潮
1957年：F.Rosenblatt提出感知网络 （Perceptron）模型，这是第一个完整 的ANN
基本构成为阀值单元、网络 初具并行处理、分布存储、学习等功能 用于模式识别、联想记忆 引起NN研究的第一次高潮
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1. 神经元分层排列，可又多层
2. 层间无连接
3. 方向由入到出
感知网络（perceptron即为此） 应用最为广泛
•
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全反馈结构图
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Inner RNN结构图
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回归网络特点
• Output 与 Input相连（全反馈） 特点：1. 内部前向 2. 输出反馈到输入 例： Fukushima网络
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几种常用的作用函数
1、阀值型（硬限制型)
2、线性型 3、S型函数（Sigmoid） 4、辐射基函数
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1、阀值型（硬限制型）
1 A f (W * P b) 0 W *P b 0 W *P b 0
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• Inner recurrent 特点：层间元互相连接
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互联网络
• 结构图
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互联网络特点
• 每个元都与其它元相连 例： Hopfield Boltzmann机
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ANN研究中的核心问题 How to determine the weights(加权系数)
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神经元模型（2）
• 。
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