智能控制技術(shù)第四章作業(yè)(共8頁)

1、4-1、神經(jīng)元的種類有哪些？它們的函數(shù)關(guān)系如何？4-2、為什么由簡(jiǎn)單的神經(jīng)元連接而成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有非常強(qiáng)大的功能？4-3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)按連接方式分有哪幾類？四、計(jì)算題1、如圖4-24所示的多層前向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。假設(shè)對(duì)于期望的輸入,。網(wǎng)絡(luò)權(quán)系數(shù)的初始值見圖。試用BP算法訓(xùn)練此網(wǎng)絡(luò)。并詳細(xì)寫出第一次迭代學(xué)習(xí)的計(jì)算結(jié)果。這里，取神經(jīng)元激勵(lì)函數(shù)。學(xué)習(xí)步長(zhǎng)為。最大迭代次數(shù)為iterafe max。誤差為e。（四舍五入，精確到小數(shù)后1位）答案：4-1、答案：神經(jīng)元模型是生物神經(jīng)元的抽象和模擬。它是模擬生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能、并從數(shù)學(xué)角度抽象出來的一個(gè)基本單元。它是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最基本的組成部分。神經(jīng)元一般是多

2、輸入-單輸出的非線性器件。模型可以描述為假設(shè)，即為神經(jīng)元的內(nèi)部狀態(tài)；為閥值；為輸入信號(hào)，；為表示從單元到單元的連接權(quán)系數(shù)；為外部輸入信號(hào)。常用的神經(jīng)元非線性特性有以下四種閥值型分段線性型Sigmoid函數(shù)型Tan函數(shù)型4-2、答案：神經(jīng)系統(tǒng)是一個(gè)高度復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，雖然每一個(gè)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能十分簡(jiǎn)單，但由大量神經(jīng)元構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的行為卻是豐富多彩和十分復(fù)雜的。從神經(jīng)元模型角度來看，有線性處理單元和非線性處理單元。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面來看，有：前向網(wǎng)絡(luò)、反饋網(wǎng)絡(luò)和自組織網(wǎng)絡(luò)。4-3、答案：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)按連接方式分屬于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是由通過神經(jīng)元的互連而達(dá)到的。根據(jù)神經(jīng)元的連接方式的不同，

3、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可分為以下四種形式：前向網(wǎng)絡(luò) 由輸入層、隱含層和輸出層組成。每一層只接受前一層神經(jīng)元的輸入。各神經(jīng)元之間不存在反饋。屬于層次型網(wǎng)絡(luò)。反饋網(wǎng)絡(luò) 只在輸出層到輸入層存在反饋，即每一個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)都有可能接受來自外部的輸入和來自輸出神經(jīng)元的反饋。屬于層次型網(wǎng)絡(luò)。相互結(jié)合型網(wǎng)絡(luò) 這種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在任意兩個(gè)神經(jīng)元之間都可能有連接。在這個(gè)狀態(tài)中，信號(hào)要在神經(jīng)元之間反復(fù)往返傳遞，網(wǎng)絡(luò)處在一種不斷改變狀態(tài)的動(dòng)態(tài)之中，從某種初態(tài)開始，經(jīng)過若干次的變化，才會(huì)達(dá)到某種平衡狀態(tài)。混合型網(wǎng)絡(luò) 通過同一層內(nèi)神經(jīng)元的相互結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)同一層內(nèi)神經(jīng)元之間的橫向抑制或興奮機(jī)制。這樣可以限制每層內(nèi)能同時(shí)動(dòng)作的神經(jīng)元數(shù)，或者把每層

4、內(nèi)的神經(jīng)元分為若干組，讓每組作為一個(gè)整體來動(dòng)作。它是層次型網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的一種結(jié)合。四、1、答案：輸入最大容許逼近誤差值和最大迭代學(xué)習(xí)次數(shù)iterate max。置初始迭代學(xué)習(xí)次數(shù)。（1）.置各權(quán)值或閾值的初始值：為小的隨機(jī)數(shù)值；回顧：?jiǎn)我蝗斯ど窠?jīng)元有線性和非線性單一人工神經(jīng)元線性單一人工神經(jīng)元示意圖（線性）最簡(jiǎn)單的人工神經(jīng)元輸入和輸出數(shù)學(xué)表示：假設(shè)輸入項(xiàng)Net由輸入信號(hào)xj(j=1,2,n)的線性組合構(gòu)成，即為閥值；是決定第j個(gè)輸入的突觸權(quán)系數(shù)。神經(jīng)元的平衡態(tài)輸出y為式中表示神經(jīng)元的激勵(lì)函數(shù)前面假設(shè)輸入項(xiàng)Net是輸入信號(hào)xi的線性函數(shù)。一般情況下，Net是輸入信號(hào)xi的非線性函數(shù)。因此本題的權(quán)值，（2）.提供訓(xùn)練樣本：輸入矢量：；期望輸出：；對(duì)每個(gè)輸入樣本進(jìn)行下面iterate max的迭代；（3）.計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出及隱層單元的狀態(tài)：因?yàn)椋?）.計(jì)算訓(xùn)練誤差：1）輸出層2）隱含層（5）.修正權(quán)值和閾值：（6）.當(dāng)k每經(jīng)歷1