人工神经网络发展范例6篇

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人工神经网络发展

人工神经网络发展范文1

在上世纪九十年代初期,利用数学知识将感知器模型的弊病全面提出,致使社会各界对于人工神经网络的探究非常少。另一方面,针对逻辑运算的人工神经网络研究存在一定的弊端,一直没有被大家发现,因此,致使人工神经网络探究工程进入严重的低谷期。

关于人工神经网络技术飞速发展时期,九十年代初期,对于人工神经网络技术的弊端予以充分解决,尤其是Hopefield的人工神经网络技术模型的提出,致使对于互联网的稳定性以及收敛性的探究有了充分的理论依据。而且将人工神经网络模型全面应用到具体的实践中,并且得到全面推广,同时,将科学技术和人工神经网络进行有机结合,使人工神经网络技术更加具有可研究性。

2关于人工神经技术的构造以及典型模型

互联网人工神经技术的构造的组成包括以神经元件为主,同时,这项包含多种神经元结构的互联网信息处理技术是可以并行存在的。每一个具体的人工神经元件可以单一输出,还可以和其他的神经元件相结合,并且具有非常多的连接输出方法,每一种连接措施都会有相应的权系数。具体的人工神经网络技术的特点有:(1)针对每一个节点i,都会有相应的状态变量Xi存在;(2)节点j到节点i之间,是相应的权系数Wij存在;(3)在每一个节点i的后面,具体存在相应的阈值θi;(4)在每一个节点i的后面,存在变换函数fi(Xi,Wijθi),但是,通常情况来说,这个函数取fi(∑,WijXi-θi)的情况。

3将人工神经网络技术进行全面使用

互联网的人工神经网络技术具有独特的结构和处理措施,具体包括在:自动控制处理和网络技术模式识别、模型图像处理和相应的传感器信号处理技术。信号处理技术和机器人控制处理技术、地理领域和焊接、在电力系统应用和相关数据挖掘、军事和交通行业、农业和气象行业等多个领域纷纷体现出其卓越的贡献。

ART人工神经网络技术的运用。人工神经网络技术ART在网络语音和网络图像、文字处理和具体识别等方面,得到广泛的应用;同时,在工业处理系统中也有相应的应用,例如,在工业系统中的故障诊断和故障检测以及事故警报等情况的控制;人工神经网络ART技术还应用在数据挖掘方面,在相关数据中挖掘最稳定和最有意义的模式。具体的神经网络技术ART的优势为:网络技术处理能力高、稳定性强以及聚类效果非常好。

4结束语

人工神经网络发展范文2

人工神经网络属于一种对人脑结构及功能进行反映的数学抽象模型,对人的思维以及存储知识等功能进行模拟,从而完成某项工作。对于岩土工程来说,主要包括岩体和土体两项内容,且这两项内容均具备很高的复杂性。在岩土工程研究过程中,有必要借助人工神经网络,从而使岩土工程的研究得到有效进步发展。本文在分析人工神经网络的基础上,进一步对人工神经网络在岩土工程中的应用进行分析,以期为岩土工程研究的进展提供一些具有价值的参考建议。

关键词:

人工神经网络;岩土工程;应用

岩土工程的研究对象分为两大类:其一为岩体;其二为土体。岩土工程涉及的介质存在两大特性,即模糊性和随机性,这两大特性又统称为不确定性。近年来,不少学者在岩土工程研究过程中,提出了人工神经网络这一概念,即利用人工神经网络,将其应用到岩土工程研究领域当中,从而为深入了解岩土工程的某些介质特征奠定有效基础[1]。从岩土工程研究的优化及完善角度考虑,本文对“人工神经网络在岩土工程中的应用”进行分析意义重大。

1人工神经网络分析

1.1人工神经网络概念

对于人工神经网络来说,是一种对人脑结构与功能进行反映的数学抽象模型;主要通过数理策略,经信息处理,进一步对人脑神经网络构建某种简化模型,进一步采取大量神经元节点互连,从而形成复杂网络,最终完成人类思维及储存知识的能力的模拟。神经网络无需构建反映系统物理规律的数学模型,与别的方法比较,在噪声容忍度方面更强[2]。与此同时,还拥有很强的非线性映射功能,对于大量非结构性以及非精准性规律存在自适应能力,具备超强的计算能力,可完成信息的记忆以及相关知识的推理,且其自身还具备自主学习能力;与常规算法相比,优势、特点突出。

1.2BP网络简述

从研究现状来看,基于实际应用过程中,人工神经网络模型大多数采取BP网络。BP网络即指的是多层前馈网络,因多层前馈网络的训练通常使用误差反向传播算法,所以将BP网络称之为属于一类误差反向传播的多层前馈网络。对于其网络而言,具备输入节点和输出节点,同时还具备一层隐层节点与多层隐层节点,基于同层节点当中不存在耦合状态。其中的输入信号从输出层节点依次传过各个隐层节点,进一步传输至输出节点,每一层节点的输出只对下一层的节点输出产生影响。

2人工神经网络在岩土工程中的应用分析

在上述分析过程中,对人工神经网络的概念有一定的了解,由于其模型算法的优越性,可将其应用到岩土工程研究领域当中,从而为解决岩土工程问题提供有效凭据。从现状来看,人工神经网络在岩土工程中的应用主要体现在以下几大方面。

2.1在岩石力学工程中的应用

岩石力学工程是岩土工程中尤为重要的一部分,将神经网络应用到岩石力学工程当中,主要对岩石非线性系统加以识别,同时还能够为工程岩体分类提供有效帮助,此外在爆破效应预测方面也具备一定的应用价值。对于人工神经网络来说,存在从有限数据中获取系统近似关系的优良特性,而岩石当中的各项参数之间又存在很复杂的关系,并且难以获取完整的参数集。在这样的情况下,使用人工神经网络技术,便能够使岩石非线性系统识别问题得到有效解决[3]。此外,有研究者将岩石抗压强度、抗拉强度以及弹性能量指数等作为岩爆预测的评判指标,进一步对岩爆预测的神经网络模型进行构建,然后预测了岩爆的发生与烈度。通过计算得出结论:采取人工神经网络方法进行岩爆预测行之有效,值得采纳借鉴。

2.2在边坡工程中的应用

对于岩土工程中的边坡工程来说,边坡失稳状况突出,且是由多因素造成的,比如边坡失稳的地质形成条件、诱发因素的复杂性以及随机性等。与此同时,由于边坡动态监测技术从目前来看尚且不够成熟,因此边坡失稳在岩土工程研究领域一直视为是一项难以解决的工程项目。而对于神经网络方法来说,因其具备非常好的预测功能,因此相关岩土工程研究工作者通常会采取人工神经网络对岩土工程中的边坡工程问题进行求解。并且,从现有研究成果来看,将人工神经网络应用于岩土工程的成果突出。有学者对影响岩质边坡的稳定性的相关因素进行了分析,包括地形因素、岩体因素以及外部环境因素等,并构建了边坡稳定性分析的BP网络模型[4]。此外,还有学者将大量水电边坡工程的稳定状况作为学习训练样本及预测样本,对以人工神经网络技术的边坡岩体的稳定性进行了研究,结果显示,采取人工神经网络对边坡岩体的稳定状况进行预测可行性高。

2.3在基坑工程中的应用

采取人工神经网络对基坑变形进行预测主要分为两种情况:其一,对会影响基坑变形的各大因素及位移的神经网络模型加以构建;其二,把变形监测数据作为一个时间序列,以历史数据为依据,将系统演变规律查找出来,进一步完成系统未来发展趋势的分析及预测。有学者针对基坑变形利用了人工神经网络方法进行预测,结果表明:对前期实测结果加以应用,使用此方法能够对后续阶段的基坑变形实时预测出来,并且预测结果和实测结果保持一致性。此外,还有学者根据具体工程项目,采取人工神经网络,对深基坑施工中地下连续墙的位移进行了深入分析及预测,结果显示:使用人工神经网络方法进行分析及预测,在精准度上非常高,值得在深基坑工程相关预测项目中使用[5]。

2.4在地铁隧道工程中的应用

在地铁隧道施工过程中,存在地表变形和隧道围岩变形等状况,为了深入了解这些状况,可将人工神经网络应用其中。有学者在对地层的影响因素进行分析过程中,列出了可能的影响因素:盾构施工参数、盾构物理参数以及地质环境条件,进一步利用人工神经网络,构建了人工神经网络模型,进一步针对盾构施工期间的地层移动进行实时动态预测,最终得到了不错的预测成果。此外,还有学者对BP网络算法进行改进,然后对某地铁工程中隧道上方的地表变形进行了未来趋势预测,结果表明:和其他地表变形预测方法相比,人工神经网络预测方法的应用价值更为显著。

3结语

通过本文的探究,认识到基于人工神经网络模型的算法具备很高的优越性,由于岩土工程地质条件复杂,为了深入研究岩土工程,可将人工神经网络应用其中。结合现状研究成果可知,人工神经网络在岩石力学工程、边坡工程、基坑工程以及地铁隧道工程中均具备显著应用价值。例如:将人工神经网络应用于岩石力学工程当中,能够预测岩爆的发生与烈度;应用于边坡工程当中,能够边坡工程的稳定性进行精准预测;应用于基坑工程当中,实现对基坑工程变形的实时动态监测;应用于地铁隧道工程当中,能够进一步了解地铁工程中隧道上方的地表变形情况。

总而言之,人工神经网络在岩土工程中的应用价值高,值得相关工作者采纳应用。

作者:张洪飞 单位:山东正元建设工程有限责任公司

参考文献

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[3]曹建智.张健.人工神经网络在白洋淀水质评价中的应用[J].电子技术与软件工程,2016(08):261-262.

人工神经网络发展范文3

关键词:神经网络 化工 应用

一、前言

人工神经网络是一个多科学、综合性的研究领域,它是根据仿生学模拟人体大脑结构和运行机制构造的非线性动力学系统[1]。神经网络可以看作是一种具有自组织、自学习能力的智能机器,它能模仿人的学习过程,通过给网络各种范例,把网络的实际输出与希望输出比较,根据偏差修改节点间的连接权,直到获得满意的输出。现已广泛应用于经济学、军事学、材料学、医学、生物学等领域。

化工过程一般比较复杂, 对象特性多变、间歇或半连续生产过程多,具有严重非线性特性。因此,其模型化问题一直是研究的热点。化工生产过程的数据或实验室实验数据的拟台、分析,是优化过程或优化反应条件的基础一般被处理的数据可以分为二类:静态数据(static data)和动态数据(Dynamic data),对于静态数据的关联,神经网络是一种很有希望的“经验模型”拟合工具。动态过程数据具有系统随时间而变化的特征,操作参数和产物的产量和质量之间的关系更为复杂。处理和分析动态过程数据的方法除了常用的在物料衡算、能量衡算、反应动力学方程、相平衡等基础上建立数学模型(Mathematical Models)、数理统计(Statistical Analysis)等方法外,用神经网络拟合动态过程数据, 建立动态过程模型, 往往能从动态数据提供的模式中提取较为有用的信息,对过程进行预测、故障诊断,从而使过程得到优化。因此,神经网络以其强大的函数映射能力, 已经广泛用于化工过程非线性系统建模领域。 它能够通过输入输出数据对过程进行有效地学习,为化工过程的综合发展提供了一种先进的技术手段。

二、人工神经网络简介

人工神经网络(英文缩写为ANN)简称神经网络,是在生物学和现代神经科学研究的基础上,对人类大脑的结构和功能进行简化模仿而形成的新型信息处理系统[2,3]。由“神经元”(neurons)或节点组成。至少含有输入层、一个隐含层以及一个输出层。输入层—从外部接受信息并将此信息传入人工神经网络,以便进行处理;隐含层—接收输入层的信息,对所有信息进行处理;输出层—接收人工神经网络处理后的信息,将结果送到外部接受器。当输入层从外部收到信息时,它将被激活,并将信号传递到它的近邻这些近邻从输入层接收到激活信号后,依次将其输出到它们的近邻,所得到的结果在输出层以激活模式表现。

神经网络可以看作是一种具有自组织、自学习能力的智能机器,它能模仿人的学习过程。比如,一个复杂化工装置的操作工人,开始学习操作时,由于没有经验,难以保证控制质量。但经过一段时间学习后,他就能逐步提高技能。神经网络正是模拟人类学习过程,通过给网络各种范例,把网络的实际输出与希望输出比较,根据偏差修改节点间的连接权,直到获得满意的输出。人工神经网络研究工作可分成 3个大方向:(1)探求人脑神经网络的生物结构和机制,这实际上是研究神经网络理论的初衷;(2)用微电子或光学器件形成有一定功能的网络,这主要是新一代计算机制造领域所关注的问题;(3)将人工神经网络作为一种解决问题的手段和方法,而这类问题用传统方法无法解决或在具体处理技术上尚存在困难。

三、神经网络在化工中的应用

1.故障诊断

当系统的某个环节发生故障时,若不及时处理,就可能引起故障扩大并导致重大事故的发生。因此建立高效的、准确的实时故障检测和诊断系统,消除故障隐患,及时排除故障,确保安全、平稳、优质的生产,已成为整个生产过程的关键所在。神经网络是模仿和延伸人脑智能、思维、意识等功能的非显形自适应动力学系统,其所具有的学习算法能使其对事物和环境具有很强的自学习、自适应和自组织能力。神经网络用于故障诊断和校正不必建立严格的系统公式或其它数学模型,经数据样本训练后可准确、有效地侦破和识别过失误差,同时校正测量数据中的随机误差。与直接应用非线性规划的校正方法相比,神经网络的计算速度快,在化工过程的实时数据校正方面具有明显的优势。目前应用于故障诊断的网络类型主要有:BP网络、RBF网络、自适应网络等。

Rengaswamy[4]等人把神经网络用在化工过程的初始故障预测和诊断( FDD)中,提出一种神经网络构架,利用速度训练在分类设计中明确引入时间和过程模型映像的在线更新三个要素,来解决化工过程中的初始故障诊断问题。国内也有关于神经网络用于故障诊断的报道,黄道[5]等人以TE (Tenneaaee Eastman,Eastman化学公司开发的过程模拟器,提供了一个实际工业过程的仿真平台,是一种国际上通用的标准仿真模型)模型为背景,根据模型的特点进行了故障诊断。当输入变量接近训练过的样本时,诊断的成功率可达100%。另外,模糊神经元网络作为一种更接近人脑思维的网格,也是解决此类问题的一个发展方向。李宏光[6]等人就针对化工非线性过程建模问题, 提出了由函数逼近和规则推理网络构成的模糊神经网络,其规则网络基于过程先验知识用于对操作区间的划分,而函数网络采用改进型模糊神经网络结构完成非线性函数逼近,并将该技术应用于工业尿素 CO2汽提塔液位建模。

2.化工过程控制

随着神经网络研究的不断深入,其越来越多地应用于控制领域的各个方面,从过程控制、机器人控制、生产制造、模式识别直到决策支持神经网络都有应用。神经网络可以成功地建立流程和控制参数问的非线性关系及构造相关的数学模型,并可跟踪瞬息过程及具有稳健功能等,因此可有效地用于化工过程最优化和控制。

1986年,Rumelhart第一次将ANN用于控制界。神经元网络用于控制有两种方法,一种用来构造模型,主要利用对象的先验信息,经过误差校正反馈,修正网络权值,最终得到具有因果关系的函数,实现状态估计,进而推断控制;另一种直接充当控制器,就像PID控制器那样进行实时控制。神经元网络用于控制,不仅能处理精确知识,也能处理模糊信息。Tsen[7]等利用混合神经网络实现对乙酸乙烯酯(VA)的乳液聚合过程的预测控制。原有的该间歇过程的复杂的机理模型可对单体转化率做出较准确的预测,然而对产品性质(如数均相对分子质量及其分布)的预测不太可靠。所建的混合型神经网络模型用于实现过程的反馈预测控制。国内对神经网络的实质性研究相对较晚,谭民[8]在1990年提出了一种基于神经网络双向联想机制的控制系统故障诊断方法,并且作了仿真验证。清华大学自动化系则开发了一种基于时序神经网络的故障预报方法,利用工艺现场数据对大型氯碱厂的氯气中含氢气的问题进行了模拟预报实验。

3.药物释放预测

建立精确的缓释微胶囊模型是找出最优的工艺条件及掌握芯材释放规律的重要一步。缓释微胶囊的性能与影响因素之间足一种多输入、多输出、复杂的非线性关系。机理分析法和传统的系统辨识法对输入、多输出问题适应性差,过分依赖研究领域的知识与经验,难以得到实用的缓释微胶囊模型。人工神经网络能够很好地解决传统方法不能解决的具有高度非线性、耦合性、多变量性系统的建模问题并具有独特的优势。

赵武奇[9]等人建立了红景天苷缓释微囊的人工神经网络模型及其遗传算法优化技术,用神经网络模型描述了微囊制作参数与性能之间的关系,并用遗传算法优化微囊制作工艺参数,设计出性能最佳的微囊制作工艺参数。范彩霞[10]等人以难溶性药物氟比洛芬为模型药物,制备了17个处方并进行释放度检查。氟比洛芬和转速作为自变量,取其中l4个处方为训练处方,其余3个处方为验证处方,将自变量作为人工神经网络的输入,药物在各个取样时间点的释放为输出,采用剔除一点交叉验证法建立了人工神经网络模型。并通过线性回归和相似因子法比较人工神经网络和基于二元二项式的响应面法的预测能力,显示了人工神经网络的预测值与实测值的接近程度。

4.物性估算

用神经网络来解决估算物质的性质必须解决三个基本问题,第一个是对物质的表征问题;第二个是采用何种神经网络及其算法问题;第三个是神经网络输入与输出数据的归一化问题。无论采用哪种方法对数据进行处理,当用经过训练的神经网络进行物性估计时,不能将网络直接的输出值作为物性预估值,而是要将输出值再乘上一个系数,这个系数就是前面进行归一化处理时对数据的除数,相乘后得到的值作为物性估算值。神经网络用于物性估算,目前采用的就是BP网络或在此基础上的各种改进形式。常压沸点进行估算和研究。Prasad[11]等人利用神经网络对有机化合物的物理性质进行了预测,并与传统的基团贡献法比较,可以得到更为准确的物性参数。而后,董新法、方利国[12]等人将神经网络在物性估算中的应用作了一个全面而又简要的讲解,并提出神经网络在物性估算中潜在的应用前景,为其发展及其以后的应用研究提供了很好的工作平台。

目前,人工神经网络在各个领域中的应用都在向人工智能方向发展。不断丰富基础理论和开展应用研究、完善其技术的可靠性、开发智能性化工优化专家系统软件,对于我国的化工发展具有重要意义。此外,模糊理论、小波变换、统计学方法和分形技术等信息处理方法和理论与神经网络的结合解决化工类问题,被认为是一种发展趋势。

参考文献

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[8]谭民, 疏松桂. 基于神经元网络的控制系统故障诊断[J]. 控制与决策, 1990(1): 60-62.

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人工神经网络发展范文4

【关键词】BP神经网络;预测;误差

1.引言

许多金融学家和计量学家对发达国家成熟市场的波动性进行了广泛的研究,但是在对股市的预测上,由于人们在知识、能力、经验上存在着较大的差异,加之问题本身又具有很大的随机性和高度的非线性,即使是一些金融专家、炒股高手对出现的同一复杂行情进行分析,往往也会得出不同的结论。此外,传统方法还要事先知道各种参数,以及这些参数在什么情况下应作怎样的修正。这都给预测股市带来一定的困难。

基于以上股市预测的困难性,本文提出了人工神经网络的预测方法。随着计算机、人工智能尤其是专家系统的发展,人工神经网络技术逐渐成熟并开始应用于各个领域。人工神经网络(ANN,简称神经网络)作为一种由大量简单神经元广泛相互联接而成的非线性映射或自适应动力系统,恰好能有效解决股市预测处理中常见的困难,因此它很快在股市预测分析与处理领域得到了广泛的应用。

2.BP神经网络介绍

2.1 BP 网络算法的基本原理

2.1.1 标准的BP 网络算法的基本原理

BP(Back Propagation)网络是反向传播的多层前馈式网络,是目前使用最为广泛的一种人工神经网络。它的核心是BP算法,一种对于多基本子系统构成的大系统进行微商计算的严格而有效的方法,采用最小均方差学习方式。BP 神经网络的原理说到底就是给它一些输入变量,然后就有一个输出,输出值的情况与实际的情况进行比较,差多少,然后再进行网络的内部调整,属于有导师的学习规则,使得网络输出与实际逼近。

神经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。人工神经网络由非线性函数组成,而由一系列不同权重的线性过滤器组合而成:

2.1.2 BP网络算法的优化

由于常用的BP算法主要缺点为收敛速度慢,局部极值,难以确定隐含层和隐含层的个数,使得在实际应用中BP算法很难应用,因此,出现了许多改进算法。BP算法的改进主要有两种途径,一种是采用启发式学习方法;另一种则是采用更有效的优化算法,本文采用了动量法和学习率自适应调整的策略,从而提高了学习速度并增加了算法的可靠性。动量法降低了网络对于误差曲面局部极值的敏感性,有效地抑制了网络陷于局部极小。

2.2 BP神经网络的模型识别及步骤

模式通常指对事物的一种定量描述或结构描述,“识别”是指对客观事物按其物理特征进行分类。模式识别的基本原理就是从待识别对象和理想标本之间若干特征的相似性推断它们之间总体的相似性。BP神经网络模式识别过程分为训练阶段和模式分类阶段,分为初始化、数据与处理、网络训练以及模式分类四个步骤。以下利用实证分析来进行着四个步骤。

3.实例分析

下面以上证的某股600个交易日的股票价格收盘指数作为原始样本数据,对上述神经网络模型进行求解,预测20天的收盘价,与实际收盘价进行比较,并求出其误差:

式中,表示第日的实际收盘指数,表示第日的预测值,表示误差。主要按照如下几部分来处理:(1)准备600个数据的时间序列,进行归一化。BP神经网络中每个神经元的输出值由传递函数Sigmoid函数来计算,其输出值的范围是(0,1);(2)留出最后20个数据,作为预测检验使用;(3)绘制图像,包括实际值和预测值,能量函数;(4)分析实际和预测两曲线的趋势。

采用I-J-K学习模型,该模型是输入层I个神经元,隐层J 个神经元,输出层K个神经元。利用BP神经网络模型训练500次、800次、1000次的输出值和期望值以及能量函数(或者叫误差函数)E,结果见图1到图3。

通过上面的图示,可以看到用BP神经网络预测的效果比较明显,这说明该模型适用于短期预测吗,股市的波动在很多地区都是非常剧烈的,各种因素的综合作用也使得长期股指的变动具有极大的不确定性,使得预测变得很困难。而BP网络的算法原理和自学习的特点使其能够充分挖掘出隐含在样本数据中的规律性,实现从输入空间到输出空间的非线性映射,对样本数据进行精确的拟合。从而BP神经网络的方法对于股市上的一些很难看出规律的数据列的预测而言,无疑是一个比较精确的预测方法。

4.结论

本文介绍了股市的特点以及股市预测的困难性,提出了利用BP神经网络的方法来解决股市预测问题。文章介绍了BP神经网络算法的基本原理,BP神经网络算法的优化,BP神经网络模型识别及步骤,最后后以上海证券交易所每日股票价格收盘指数为分析对象,把原理应用于实际,利用BP神经网络对股票价格收盘指数进行了短期预测,并计算出预测值和实际值的误差。通过实验发现该模型收敛速度快,预测精度非常高,对预测短周期内股指波动具有较强的适用性。

参考文献

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[6]杨本昭,田耕.基于人工神经网络的客户价值分类研究[J].科技管理研究,2007年第12期.

人工神经网络发展范文5

>> 大规模自组织人工神经网络技术在智能建筑中的应用方法研究 基于自组织增量神经网络的码书产生方法在图像分类中的应用 基于Matlab的自组织神经网络在油气层识别中的应用研究 基于自组织竞争神经网络的地震预测 自组织竞争网络在测井资料岩性识别中的应用 自组织特征映射网络在探地雷达数据处理中的应用 气体识别自组织神经网络 一种基于自组织过程神经网络的动态样本半监督学习算法 自组织灰色神经网络中的基于电力系统短期负荷预测方法应用研究 基于自组织映射神经网络的边坡样本分析方法 基于SOM神经网络技术的区域卷烟消费状态自组织分类 人工神经网络模型在水动力模型数据缺失中的应用 基于人工神经网络的数据挖掘技术在临床中应用进展 自组织特征映射网络在压缩编码设计中的应用 液压控制系统中自组织双模糊神经网络控制模型关键点研究 浅谈人工神经网络在林业中的应用 人工神经网络在空调系统中的应用 一种改进的动态二叉树的自组织神经网络算法 基于SOM神经网络技术的卷烟零售客户自组织分类 基于自组织神经网络SOM的汽车安全气囊装配故障诊断 常见问题解答 当前所在位置:百度百科 移动学习2012-12-7

[2] 叶成林 徐福荫 许骏 移动学习研究综述 电化教育研究 2004 No.3

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人工神经网络发展范文6

关键词:计算机网络模型;神经网络算法

计算机网络在人们日常生活越来越重要,被广泛应用到各个行业。随着社会不断发展,人们需求不断加高,使计算机得到良好改善,目前,计算机网络运用集线式服务器来实现网络互连,促进网络发展。但是也有很大弊端,过多的联想信息虽然满足人们需求,但是对技术的要求也更加苛刻,现有的技术满足不了计算机网络运行,使人们日常操作不方便。为了解决这一问题,研究人员需要全面优化计算机网络,提高运行能力和性能,运用神经网络算法,使计算机更加适合现代社会发展,储存更多信息。

1神经网络算法概论分析

1.1神经网络算法整体概论神经网络算法是按照人体大脑的思维方式进行模拟,根据逻辑思维进行推理,将信息概念化形成人们认知的符号,呈现在显示屏前。根据逻辑符号按照一定模式进行指令构造,使计算机执行。目前,神经网络被广泛使用,使直观性的思维方式分布式存储信息,建立理论模型。优化网络的神经网络主要是Hop?eld神经网络,是1982年由美国物理学家提出的,它能够模拟神经网络的记忆机理,是全连接的神经网络。Hop?eld神经网络中的每个神经元都能够信号输出,还能够将信号通过其他神经元为自己反馈,那么其也称之为反馈性神经网络。

1.2优化神经网络基本基础Hop?eld神经网络是通过能量函数分析系统,结合储存系统和二元系统的神经网络,Hop?eld神经网络能收敛到稳定的平衡状态,并以其认为样本信息,具备联想记忆能力,使某种残缺信息进行回想还原,回忆成完整信息。但是Hop?eld神经网络记忆储存量有限,而且大多数信息是不稳定的,合理优化计算机联想问题,使Hop?eld神经网络能够建设模型。

1.3神经网络算法优化步骤简述人工神经网络是模拟思维,大多是根据逻辑思维进行简化,创造指令使计算机执行。神经网络算法是按照人体思维进行建设,通过反应问题的方法来表述神经思维的解;利用有效条件和能量参数来构造网络系统,使神经网络算法更加可靠;大多数动态信息需要神经网络来根据动态方程计算,得出数据参数来进行储存。

2神经网络算法的特点与应用

2.1神经网络主要特点神经网络是根据不同组件来模拟生物体思维的功能,而神经网络算法是其中一种程序,将信息概念化,按照一定人们认知的符号来编程指令,使计算机执行,应用于不同研究和工程领域。神经网络在结构上是由处理单元组成,模拟人体大脑神经单元,虽然每个单元处理问题比较简单,但是单元进行组合可以对复杂问题进行预知和处理的能力,还可以进行计算,解决问题能力突出,能够运用在计算机上,可以提高计算机运算准确度,从而保障计算机运行能力。而且一般神经网络有较强容错性,不同单元的微小损伤并不阻碍整体网络运行,如果有部分单元受到损伤,只会制约运算速度,并不妨碍准确度,神经网络在整体性能上能够正常工作。同时,神经网络主干部分受到损伤,部分单元会进行独立计算,依然能够正常工作。

2.2神经网络信息记忆能力神经网络信息存储能力非常强,整体单元组合进行分布式存储。目前,神经网络算法是单元互相连接,形成非线性动态系统,每个单元存储信息较少,大量单元互相结合存储信息大量增加。神经网络具备学习能力,通过学习可以得到神经网络连接结构,在进行日常图像识别时,神经网络会根据输入的识别功能进行自主学习,过后在输入相同图像,神经网络会自动识别。自主学习能力给神经网络带来重要意义,能够使神经网络不断成长,对人们未来日常工作能够很好预测,满足人们的需求。

2.3神经网络的突出优点近年来,人工神经网络得到越来越多人重视,使神经网络得到足够资源进行良好创新。人工神经网络是由大量基本元件构成,对人脑功能的部分特性进行模仿和简化,人工神经网络具备复杂线性关系,与一般计算机相比,在构成原理和功能特点更加先进,人工神经网络并不是按照程序来进行层次运算,而是能够适应环境,根据人们提供的数据进行模拟和分析,完成某种运算。人工神经系统具备优良容错性,由于大量信息存储在神经单元中,进行分布式存储,当信息受到损害时,人工神经系统也可以正常运行。人工神经网络必须要有学习准则制约来能够自主学习,然后进行工作。目前,人工神经网络已经逐步具备自适应和自组织能力,在学习或训练过程中改变突触权重值,以适应周围环境的要求。通过一定学习方式和某些规则,人工神经网络可以自动发现环境特征和规律性,更贴近人脑某些特征。采用并行分布处理方法,使得快速进行大量运算成为可能。神经网络的一个很大的优点是很容易在并行计算机上实现,可以把神经的节点分配到不同的CPU上并行计算。钱艺等提出了一种神经网络并行处理器的体系结构,能以较高的并行度实现典型的前馈网络如BP网络和典型的反馈网络(如Hop?eld网络)的算法。该算法以SIMD(SingleInstructionMultipleData)为主要计算结构,结合这两种网络算法的特点设计了一维脉动阵列和全连通的互连网络,能够方便灵活地实现处理单元之间的数据共享。结合粒子群优化算法和个体网络的并行学习机制,提出了一种基于粒子群优化的并行学习神经网络集成构造方法。

3结束语

全球化的发展,信息交流不断加快,促使各个行业相互融合。神经网络算法具备简单、稳定等不同优势,神经网络研究内容相当广泛,神经网络算法能够与其它算法相互结合,在一定程度提高计算机网络模型运算能力。但是计算机网络模型中神经网络算法学习能力比较低下,梯度下降法不准确,所以需要有关人员进行深度研究,探索神经网络算法,使其更加完善,从而保证计算机整体性能的提高。

参考文献:

[1]陈竺.计算机网络连接增强优化中的神经网络算法[J].电子技术与软件工程,2014(19).