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時滯神經網路有哪些應用

發布時間:2022-05-06 20:49:36

『壹』 什麼是神經網路,舉例說明神經網路的應用

我想這可能是你想要的神經網路吧!

什麼是神經網路:
人工神經網路(Artificial Neural Networks,簡寫為ANNs)也簡稱為神經網路(NNs)或稱作連接模型(Connection Model),它是一種模仿動物神經網路行為特徵,進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。這種網路依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。

神經網路的應用:

應用
在網路模型與演算法研究的基礎上,利用人工神經網路組成實際的應用系統,例如,完成某種信號處理或模式識別的功能、構作專家系統、製成機器人、復雜系統控制等等。
縱觀當代新興科學技術的發展歷史,人類在征服宇宙空間、基本粒子,生命起源等科學技術領域的進程中歷經了崎嶇不平的道路。我們也會看到,探索人腦功能和神經網路的研究將伴隨著重重困難的克服而日新月異。

神經網路的研究內容相當廣泛,反映了多學科交叉技術領域的特點。主要的研究工作集中在以下幾個方面:
生物原型
從生理學、心理學、解剖學、腦科學、病理學等方面研究神經細胞、神經網路、神經系統的生物原型結構及其功能機理。
建立模型
根據生物原型的研究,建立神經元、神經網路的理論模型。其中包括概念模型、知識模型、物理化學模型、數學模型等。
演算法
在理論模型研究的基礎上構作具體的神經網路模型,以實現計算機模擬或准備製作硬體,包括網路學習演算法的研究。這方面的工作也稱為技術模型研究。
神經網路用到的演算法就是向量乘法,並且廣泛採用符號函數及其各種逼近。並行、容錯、可以硬體實現以及自我學習特性,是神經網路的幾個基本優點,也是神經網路計算方法與傳統方法的區別所在。

『貳』 什麼是離散型神經網路

近年來離散型時滯神經網路的穩定性一直是人們研究的熱點問題。考慮到在網路中信號從一點傳送到另一點可能要經過很多網路段,而不同的網路段一般有不同的傳輸條件,這就導致多個加性時滯。研究多個加性時滯的離散型神經網路的穩定性具有重要的理論意義和實際價值。對於這類神經網路,本文以兩個加性時滯為例首先研究了確定參數情況下的全局指數穩定性問題。利用Lyapunov穩定性理論和線性矩陣不等式方法,得到了這類神經網路全局指數穩定性條件。該條件保守性小而易於檢驗。當參數不確定時,對於兩個加性時滯的離散神經網路研究了魯棒漸近穩定性問題,得到了這類不確定神經網路魯棒漸近穩定的新條件。最後,對於確定參數情況下的穩定性結果,本文進行了改進而得到了簡潔而保守性小的穩定性判據。論文按以下結構進行組織: 第一章介紹了多個加性時滯離散神經網路穩定性的研究背景,在此基礎上提出了本文的研究問題。 第二章介紹了本文所需的預備知識,包括李亞普諾夫穩定性理論和不等式定理等。 第三章研究了確定參數情況下的帶兩個加性時滯離散神經網路的全局指數穩定性問題。通過構造Lyapunov-Krasovskii泛函,利用自由權值矩陣方法處理該Lyapunov-Krasovskii泛函的差分,得到了這類神經網路全局指數穩定性結果。所得穩定性條件可方便地使用MATLAB中的LMI工具箱檢驗。 第四章對范數有界參數不確定情況下的帶兩個加性時滯離散神經網路,研究了魯棒漸近穩定性問題。採用李亞普諾夫函數方法,得到了這類不確定神經網路的魯棒漸近穩定性判據,進一步舉例說明了該判據的有效性。 第五章對於第三章所得結果進行了改進。通過構造新的Lyapunov-Krasovskii泛函,應用一種新技術計算該Lyapunov-Krasovskii泛函的差分,得到了新的穩定性結果。所得穩定性結果涉及的矩陣變數少,而且具有較小的保守性。 第六章是全文總結,並指出了下一步要研究的問題。

『叄』 神經網路主要用於什麼問題的求解

神經網路的研究可以分為理論研究和應用研究兩大方面。
理論研究可分為以下兩類:
1、利用神經生理與認知科學研究人類思維以及智能機理。
2、利用神經基礎理論的研究成果,用數理方法探索功能更加完善、性能更加優越的神經網路模型,深入研究網路演算法和性能,如:穩定性、收斂性、容錯性、魯棒性等;開發新的網路數理理論,如:神經網路動力學、非線性神經場等。
應用研究可分為以下兩類:
1、神經網路的軟體模擬和硬體實現的研究。
2、神經網路在各個領域中應用的研究。這些領域主要包括:
模式識別、信號處理、知識工程、專家系統、優化組合、機器人控制等。隨著神經網路理論本身以及相關理論、相關技術的不斷發展,神經網路的應用定將更加深入。
http://ke..com/view/5348.htm?fr=ala0_1

『肆』 神經網路使用范圍

個人感覺在系統或者說被控對象的數學模型是不明確的,或是非線性的、或者是強耦合等用常規方法難以控制的情況下,用一下神經網路還可以。

『伍』 神經網路的應用領域有哪些

醫學領域
通過建立神經網路使檢測儀器自動判斷腫瘤為良性還是惡性
機械領域
自動化機器人(這個很多,大多都是試驗應用,控制機器人自我學習)
自動駕駛汽車,通過安裝攝像頭,讓計算機學習人類在各種路段(轉彎,堵車,下坡,上坡)的駕駛動作(轉向,剎車,減速,加速),從而達到自動駕駛。

『陸』 神經網路原理及應用

神經網路原理及應用
1. 什麼是神經網路?
神經網路是一種模擬動物神經網路行為特徵,進行分布式並行信息處理的演算法。這種網路依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。
人類的神經網路

2. 神經網路基礎知識
構成:大量簡單的基礎元件——神經元相互連接
工作原理:模擬生物的神經處理信息的方式
功能:進行信息的並行處理和非線性轉化
特點:比較輕松地實現非線性映射過程,具有大規模的計算能力
神經網路的本質:

神經網路的本質就是利用計算機語言模擬人類大腦做決定的過程。
3. 生物神經元結構

4. 神經元結構模型

xj為輸入信號,θi為閾值,wij表示與神經元連接的權值,yi表示輸出值
判斷xjwij是否大於閾值θi
5. 什麼是閾值?
臨界值。
神經網路是模仿大腦的神經元,當外界刺激達到一定的閾值時,神經元才會受刺激,影響下一個神經元。

6. 幾種代表性的網路模型
單層前向神經網路——線性網路
階躍網路
多層前向神經網路(反推學習規則即BP神經網路)
Elman網路、Hopfield網路、雙向聯想記憶網路、自組織競爭網路等等
7. 神經網路能幹什麼?
運用這些網路模型可實現函數逼近、數據聚類、模式分類、優化計算等功能。因此,神經網路廣泛應用於人工智慧、自動控制、機器人、統計學等領域的信息處理中。雖然神經網路的應用很廣,但是在具體的使用過程中到底應當選擇哪種網路結構比較合適是值得考慮的。這就需要我們對各種神經網路結構有一個較全面的認識。
8. 神經網路應用

『柒』 人工神經網路,人工神經網路是什麼意思

一、 人工神經網路的概念
人工神經網路(Artificial Neural Network,ANN)簡稱神經網路(NN),是基於生物學中神經網路的基本原理,在理解和抽象了人腦結構和外界刺激響應機制後,以網路拓撲知識為理論基礎,模擬人腦的神經系統對復雜信息的處理機制的一種數學模型。該模型以並行分布的處理能力、高容錯性、智能化和自學習等能力為特徵,將信息的加工和存儲結合在一起,以其獨特的知識表示方式和智能化的自適應學習能力,引起各學科領域的關注。它實際上是一個有大量簡單元件相互連接而成的復雜網路,具有高度的非線性,能夠進行復雜的邏輯操作和非線性關系實現的系統。
神經網路是一種運算模型,由大量的節點(或稱神經元)之間相互聯接構成。每個節點代表一種特定的輸出函數,稱為激活函數(activation function)。每兩個節點間的連接都代表一個對於通過該連接信號的加權值,稱之為權重(weight),神經網路就是通過這種方式來模擬人類的記憶。網路的輸出則取決於網路的結構、網路的連接方式、權重和激活函數。而網路自身通常都是對自然界某種演算法或者函數的逼近,也可能是對一種邏輯策略的表達。神經網路的構築理念是受到生物的神經網路運作啟發而產生的。人工神經網路則是把對生物神經網路的認識與數學統計模型相結合,藉助數學統計工具來實現。另一方面在人工智慧學的人工感知領域,我們通過數學統計學的方法,使神經網路能夠具備類似於人的決定能力和簡單的判斷能力,這種方法是對傳統邏輯學演算的進一步延伸。
人工神經網路中,神經元處理單元可表示不同的對象,例如特徵、字母、概念,或者一些有意義的抽象模式。網路中處理單元的類型分為三類:輸入單元、輸出單元和隱單元。輸入單元接受外部世界的信號與數據;輸出單元實現系統處理結果的輸出;隱單元是處在輸入和輸出單元之間,不能由系統外部觀察的單元。神經元間的連接權值反映了單元間的連接強度,信息的表示和處理體現在網路處理單元的連接關系中。人工神經網路是一種非程序化、適應性、大腦風格的信息處理,其本質是通過網路的變換和動力學行為得到一種並行分布式的信息處理功能,並在不同程度和層次上模仿人腦神經系統的信息處理功能。
神經網路,是一種應用類似於大腦神經突觸連接結構進行信息處理的數學模型,它是在人類對自身大腦組織結合和思維機制的認識理解基礎之上模擬出來的,它是根植於神經科學、數學、思維科學、人工智慧、統計學、物理學、計算機科學以及工程科學的一門技術。
二、 人工神經網路的發展
神經網路的發展有悠久的歷史。其發展過程大致可以概括為如下4個階段。
1. 第一階段----啟蒙時期
(1)、M-P神經網路模型:20世紀40年代,人們就開始了對神經網路的研究。1943 年,美國心理學家麥克洛奇(Mcculloch)和數學家皮茲(Pitts)提出了M-P模型,此模型比較簡單,但是意義重大。在模型中,通過把神經元看作個功能邏輯器件來實現演算法,從此開創了神經網路模型的理論研究。
(2)、Hebb規則:1949 年,心理學家赫布(Hebb)出版了《The Organization of Behavior》(行為組織學),他在書中提出了突觸連接強度可變的假設。這個假設認為學習過程最終發生在神經元之間的突觸部位,突觸的連接強度隨之突觸前後神經元的活動而變化。這一假設發展成為後來神經網路中非常著名的Hebb規則。這一法則告訴人們,神經元之間突觸的聯系強度是可變的,這種可變性是學習和記憶的基礎。Hebb法則為構造有學習功能的神經網路模型奠定了基礎。
(3)、感知器模型:1957 年,羅森勃拉特(Rosenblatt)以M-P 模型為基礎,提出了感知器(Perceptron)模型。感知器模型具有現代神經網路的基本原則,並且它的結構非常符合神經生理學。這是一個具有連續可調權值矢量的MP神經網路模型,經過訓練可以達到對一定的輸入矢量模式進行分類和識別的目的,它雖然比較簡單,卻是第一個真正意義上的神經網路。Rosenblatt 證明了兩層感知器能夠對輸入進行分類,他還提出了帶隱層處理元件的三層感知器這一重要的研究方向。Rosenblatt 的神經網路模型包含了一些現代神經計算機的基本原理,從而形成神經網路方法和技術的重大突破。
(4)、ADALINE網路模型: 1959年,美國著名工程師威德羅(B.Widrow)和霍夫(M.Hoff)等人提出了自適應線性元件(Adaptive linear element,簡稱Adaline)和Widrow-Hoff學習規則(又稱最小均方差演算法或稱δ規則)的神經網路訓練方法,並將其應用於實際工程,成為第一個用於解決實際問題的人工神經網路,促進了神經網路的研究應用和發展。ADALINE網路模型是一種連續取值的自適應線性神經元網路模型,可以用於自適應系統。
2. 第二階段----低潮時期
人工智慧的創始人之一Minsky和Papert對以感知器為代表的網路系統的功能及局限性從數學上做了深入研究,於1969年發表了轟動一時《Perceptrons》一書,指出簡單的線性感知器的功能是有限的,它無法解決線性不可分的兩類樣本的分類問題,如簡單的線性感知器不可能實現「異或」的邏輯關系等。這一論斷給當時人工神經元網路的研究帶來沉重的打擊。開始了神經網路發展史上長達10年的低潮期。
(1)、自組織神經網路SOM模型:1972年,芬蘭的KohonenT.教授,提出了自組織神經網路SOM(Self-Organizing feature map)。後來的神經網路主要是根據KohonenT.的工作來實現的。SOM網路是一類無導師學習網路,主要用於模式識別﹑語音識別及分類問題。它採用一種「勝者為王」的競爭學習演算法,與先前提出的感知器有很大的不同,同時它的學習訓練方式是無指導訓練,是一種自組織網路。這種學習訓練方式往往是在不知道有哪些分類類型存在時,用作提取分類信息的一種訓練。
(2)、自適應共振理論ART:1976年,美國Grossberg教授提出了著名的自適應共振理論ART(Adaptive Resonance Theory),其學習過程具有自組織和自穩定的特徵。
3. 第三階段----復興時期
(1)、Hopfield模型:1982年,美國物理學家霍普菲爾德(Hopfield)提出了一種離散神經網路,即離散Hopfield網路,從而有力地推動了神經網路的研究。在網路中,它首次將李雅普諾夫(Lyapunov)函數引入其中,後來的研究學者也將Lyapunov函數稱為能量函數。證明了網路的穩定性。1984年,Hopfield 又提出了一種連續神經網路,將網路中神經元的激活函數由離散型改為連續型。1985 年,Hopfield和Tank利用Hopfield神經網路解決了著名的旅行推銷商問題(Travelling Salesman Problem)。Hopfield神經網路是一組非線性微分方程。Hopfield的模型不僅對人工神經網路信息存儲和提取功能進行了非線性數學概括,提出了動力方程和學習方程,還對網路演算法提供了重要公式和參數,使人工神經網路的構造和學習有了理論指導,在Hopfield模型的影響下,大量學者又激發起研究神經網路的熱情,積極投身於這一學術領域中。因為Hopfield 神經網路在眾多方面具有巨大潛力,所以人們對神經網路的研究十分地重視,更多的人開始了研究神經網路,極大地推動了神經網路的發展。
(2)、Boltzmann機模型:1983年,Kirkpatrick等人認識到模擬退火演算法可用於NP完全組合優化問題的求解,這種模擬高溫物體退火過程來找尋全局最優解的方法最早由Metropli等人1953年提出的。1984年,Hinton與年輕學者Sejnowski等合作提出了大規模並行網路學習機,並明確提出隱單元的概念,這種學習機後來被稱為Boltzmann機。
Hinton和Sejnowsky利用統計物理學的感念和方法,首次提出的多層網路的學習演算法,稱為Boltzmann 機模型。
(3)、BP神經網路模型:1986年,儒默哈特(D.E.Ru melhart)等人在多層神經網路模型的基礎上,提出了多層神經網路權值修正的反向傳播學習演算法----BP演算法(Error Back-Propagation),解決了多層前向神經網路的學習問題,證明了多層神經網路具有很強的學習能力,它可以完成許多學習任務,解決許多實際問題。
(4)、並行分布處理理論:1986年,由Rumelhart和McCkekkand主編的《Parallel Distributed Processing:Exploration in the Microstructures of Cognition》,該書中,他們建立了並行分布處理理論,主要致力於認知的微觀研究,同時對具有非線性連續轉移函數的多層前饋網路的誤差反向傳播演算法即BP演算法進行了詳盡的分析,解決了長期以來沒有權值調整有效演算法的難題。可以求解感知機所不能解決的問題,回答了《Perceptrons》一書中關於神經網路局限性的問題,從實踐上證實了人工神經網路有很強的運算能力。
(5)、細胞神經網路模型:1988年,Chua和Yang提出了細胞神經網路(CNN)模型,它是一個細胞自動機特性的大規模非線性計算機模擬系統。Kosko建立了雙向聯想存儲模型(BAM),它具有非監督學習能力。
(6)、Darwinism模型:Edelman提出的Darwinism模型在90年代初產生了很大的影響,他建立了一種神經網路系統理論。
(7)、1988年,Linsker對感知機網路提出了新的自組織理論,並在Shanon資訊理論的基礎上形成了最大互信息理論,從而點燃了基於NN的信息應用理論的光芒。
(8)、1988年,Broomhead和Lowe用徑向基函數(Radialbasis function, RBF)提出分層網路的設計方法,從而將NN的設計與數值分析和線性適應濾波相掛鉤。
(9)、1991年,Haken把協同引入神經網路,在他的理論框架中,他認為,認知過程是自發的,並斷言模式識別過程即是模式形成過程。
(10)、1994年,廖曉昕關於細胞神經網路的數學理論與基礎的提出,帶來了這個領域新的進展。通過拓廣神經網路的激活函數類,給出了更一般的時滯細胞神經網路(DCNN)、Hopfield神經網路(HNN)、雙向聯想記憶網路(BAM)模型。
(11)、90年代初,Vapnik等提出了支持向量機(Supportvector machines, SVM)和VC(Vapnik-Chervonenkis)維數的概念。
經過多年的發展,已有上百種的神經網路模型被提出。

『捌』 神經學畢業論文如何選題

針對徑向基函數(Radial basis function,RBF)神經網路的結構設計問題,提出一種結構動態優化設計方法.利用敏感度法(Sensitivity analysis,SA)分析隱含層神經元的輸出加權值對神經網路輸出的影響,以此判斷增加或刪除RBF神經網路隱含層中的神經元,解決了RBF神經網路結構過大或過小的問題,並給出了神經網路結構動態變化過程中收斂性證明;利用梯度下降的參數修正演算法保證了最終RBF網路的精度,實現了神經網路的結構和參數自校正.通過對非線性函數的逼近與污水處理過程中關鍵參數的建模結果,證明了該動態RBF具有良好的自適應能力和逼近能力,尤其是在泛化能力、最終網路結構等方面較之最小資源神經網路(Minimal resource allocation networks,MRAN)與增長和修剪RBF神經網路(Generalized growing and pruning radial basis function,GGAP-RBF)有較大提高.

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