計算機控制系統(tǒng)設(shè)計-第六章-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)課件

第六章神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)6.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

6.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則

6.3典型前向網(wǎng)絡(luò)——BP網(wǎng)絡(luò)

6.4典型反饋網(wǎng)絡(luò)——Hopfield網(wǎng)絡(luò)

6.5應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生模糊集的隸屬函數(shù)6.6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制原理6.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制工程中的應(yīng)用6.8單神經(jīng)元控制的直流調(diào)速系統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由眾多簡單的神經(jīng)元連接而成的一個網(wǎng)絡(luò)。是高度非線性動力學(xué)系統(tǒng)，可表達很多復(fù)雜的物理系統(tǒng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的下列特性對控制是至關(guān)重要的：(1)并行分布處理(2)非線性映射(3)通過訓(xùn)練進行學(xué)習(xí)(4)適應(yīng)與集成(5)硬件實現(xiàn)6.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)：由細胞體、樹突和軸突組成。

6.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)規(guī)則前向網(wǎng)絡(luò)(前饋網(wǎng)絡(luò))

反饋網(wǎng)絡(luò)

1．前向網(wǎng)絡(luò)(前饋網(wǎng)絡(luò))

前向網(wǎng)絡(luò)通常包含許多層，含有輸入層、隱層和輸出層的三層網(wǎng)絡(luò)。

2．反饋網(wǎng)絡(luò)反饋網(wǎng)絡(luò)從輸出層到輸入層有反饋，既可接收來自其它節(jié)點的反饋輸入，又可包含輸出引回到本身輸入構(gòu)成的自環(huán)反饋。3．相互結(jié)合型網(wǎng)絡(luò)屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)中的各個神經(jīng)元都可能相互雙向聯(lián)接。若某一時刻從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)外部施加一個輸入，各個神經(jīng)元一邊相互作用，一邊進行信息處理，直到使網(wǎng)絡(luò)所有神經(jīng)元的活性度或輸出值，收斂于某個平均值作為信息處理的結(jié)束。

4．混合型網(wǎng)絡(luò)混合型網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式介于前向網(wǎng)絡(luò)和相互結(jié)合型網(wǎng)絡(luò)之間，在同一層內(nèi)有互聯(lián)，目的是為了限制同層內(nèi)神經(jīng)元同時興奮或抑制的神經(jīng)元數(shù)目，以完成特定的功能

。

6.4典型反饋網(wǎng)絡(luò)——Hopfield網(wǎng)絡(luò)美國物理學(xué)家Hopfield提出離散型Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和連續(xù)型Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，引入“計算能量函數(shù)”的概念，給出了網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性判據(jù)，尤其是給出了Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子電路實現(xiàn)，開拓了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于聯(lián)想記憶和優(yōu)化計算的新途徑.

結(jié)論：總有<0，這表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在運行過程中能量將不斷降低，最后趨于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。6.5應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生模糊集的隸屬函數(shù)6.6神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制原理6.7神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制工程中的應(yīng)用6.8單神經(jīng)元控制的直流調(diào)速系統(tǒng)從理論上講，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強的信息綜合能力，在計算速度能夠保證的條件下，可以解決任意復(fù)雜的控制問題，但目前缺乏相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)微機硬件的支持。近年來，單神經(jīng)元構(gòu)成的控制器結(jié)構(gòu)簡單，易于實時控制.

單神經(jīng)元直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計仿真結(jié)果表明，基于單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器具有很強的魯棒性和自適應(yīng)性?；趩紊窠?jīng)元自適應(yīng)P