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人工神经网络理论及应用,人工智能神经网络论文

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人工神经网络的论文

神经网络是我毕写的毕业论文中的核心模块,在第4节中详细探讨了人工神经网络模拟人类思维的过程

逻辑思维是指遵循逻辑规则进行推理的过程;它通过将具体信息抽象为概念,并以符号形式表示这些概念后,在系统中按照顺序处理这些符号来进行运算。这一过程被编码为指令以供计算机执行。

然而,在信息处理方面,直观性思维主要表现为在处理信息时能够迅速抓住关键点和整合相关信息。其结果则是能够在短时间内激发创新思路并提供解决问题的有效途径。

其核心在于两个关键点:其一是信息通过神经元上的兴奋模式在整体网络中分布;其二是信息处理主要依赖于神经元之间协同作用的动力学机制。人工神经网络主要采用模拟人类思维活动的第二种方法。

这是一个非线性动力学系统,在其显著特点体现在信息的数据分布式存储和并行协同处理能力方面。然而,在大量神经元组成的网络系统中,则能够表现出极为丰富多样的行为。

4.1 人工神经网络学习的原理 人工神经网络主要需遵循特定的学习标准进行训练,并能在完成学习任务后正常运转。

我们选取人工神经网络对手写'A'和'B'字母的识别作为示例,并设定如下规则:当输入为'A'时网络应输出数值'1';若输入为'B'则输出数值为'0'。

因此,在设计网络学习准则时,应当确保当系统出现判断错误时,在经过学习之后能够将下一次出现同样错误的可能性降低到一定的水平。

首先,在神经网络中对各连接权值进行初始化时,在(0,1)区间内随机赋予权重参数。接着将图像模式'A'输入至神经网络模型中。该模型会对输入信号执行加权求和计算,并与预设门限值进行比较运算。最后通过非线性激活函数处理后生成输出结果。

在这种情况下,在神经网络中当输入处于两种状态间(即其输出结果在两种状态间达到均衡状态)时,则表明该行为呈现随机性。此时若输出值对应于预期结果,则会导致相关联的连接权重增加;这将确保当再次出现特定模式输入时仍能产生正确的判断。

如果输出结果为零,则需要将网络的连接权重朝着减少综合输入加权值的方向进行调整;这种调整的目的在于防止在再次遇到'A'模式输入时出现同样的错误。

采取相应的调整措施,在持续输入一定数量的字母样本A和B后,通过上述学习方法进行多次训练后,系统的准确率将显著提升。

该系统通过学习实现了对这两个模式的有效识别。这些特征在该系统的各个连接权值中得到了有效的编码。当系统再次识别到任一特定模式时,其判断过程既快速又精确。

通常情况下,在一个网络内部拥有的神经元数量越多,则其能够记忆和识别的模式也随之增多。这主要与网络内部拥有的神经元数量有关

4.2 人工神经网络的优缺点 人工 neural network 模仿了人脑中 neural unit 的组织结构,并具备了一些本质特征。这一创新性的研究方向为人工智能研究提供了全新的思路。(1)其 parallel 处理能力:由于 neural network 的神经系统单元之间并非杂乱无章地连接在一起,在实际应用中通常会按照一定的层次结构或有序序列进行排列。这样一来,在单个时间点内就能够向多个 neural unit 传递信息

通过将每个神经元视为一个小型信息处理模块, 整个系统就可以被视为一个分布式计算系统, 从而使得系统的推理速度得以显著提升, 并且避免了以往遇到的匹配冲突、组合爆炸以及无穷递归等问题。

(2)可学习性一个规模较小的人工神经网络能够海量地存储专家知识,并基于特定的学习算法或样本驱动的系统,在模仿真实工作环境(称为有教师学习)或通过持续自适应学习机制(称为无教师学习)对输入进行自适应学习和不断完善其知识存储能力。

基于大量神经元及其相互连接这一特点,在人工神经网络中具备强大的联想记忆和映射功能。这种特性不仅增强了专家系统的容错能力,并且使得即使个别神经元失效或出现误差,在一定程度上都不会对系统整体功能造成显著影响。

而且消除了传统专家系统的知识有限制或局限性。(4)人工神经网络具有强大的泛化能力,并且属于一类大规模的非线形系统。这种网络能够有效地模拟和逼近复杂的非线形关系。

当输入出现微小变化时, 其输出能与原始输入所产生之输出保持极为微小的变化幅度.

采用一种统一的知识表示形式进行建模,在神经网络中通过学习范例将各种知识规则储存在各个连接权值中这一过程之后,在处理新的信息时能够迅速调用已有的知识体系进行推理和判断这样的系统架构不仅能够提高知识库的组织效率还能够确保其应用范围具有良好的通用性

尽管人工神经网络具有显著优势,但受限于其固有的内在逻辑,它不可避免地存在一些局限性:(1)主要缺陷在于缺乏能力对自身的推理过程及其原因进行阐述、解析或深入分析。

(2)神经网络不仅不擅长主动向用户提出必要的问题,在数据不足的情况下也无法正常运行。(3)神经网络通过将所有问题特征转换为数字,并用数值计算来模拟推理过程,在这种情况下不可避免地会导致信息损失的发生。

(4)神经网络相关的理论体系与学习机制仍有待于进一步优化和完善。第4节 神经网络的发展前景及其在柴油机故障诊断中的可行性分析神经网络为现代复杂大系统状态监测与故障诊断提供了全新的理论框架以及相应的技术实现途径。

神经网络构建的知识体系是一种创新性的人工智能框架。相较于传统知识组织架构而言,其核心特征在于通过成千上万微小单元间的协同工作实现数据处理功能。

由于它采用了分段式数据存储方法,并赋予了专家系统新的知识表达和推理能力

该系统整合了逻辑推理与数值运算,并基于神经网络的学习能力、联想存储机制以及高效的分布式并行信息处理架构,在诊断系统中解决了不确定性知识表示问题、构建了高效的不确定性知识表示方法;实现了系统的智能化知识获取能力;支持了多维度的信息综合分析和并行推理过程。

通过经验样本的训练,在神经网络中嵌入专家知识,并借助网络信息稳定性的特性来进行不确定性推理。从而模仿了基于经验和直觉而非复杂计算的人工智能推理模式。

然而,在涉及多个学科知识交叉应用的领域中,并未形成一个成熟稳定的学科体系。一方面,在装备故障情况较为复杂的情况下就呈现出较大的困难;另一方面,在人工神经网络自身存在诸多缺陷的前提下进行实际应用也面临着巨大挑战:(1)受限于现有脑科学研究成果的支持程度。

因为生理实验具有相当大的难度,在当前的研究条件下对人类大脑思维过程及记忆机制的理解仍较为浅薄。(2)还未形成一套完善的理论体系。

当前已有众多的人工神经网络模型提出。概括地说,这些模型通常表现为由节点及其互联组成的有向拓扑结构,其中节点之间互联强度形成的矩阵可以通过特定的学习机制构建出来。然而仅仅存在这样一个共性,并不足以构建一个完整的体系

这些学习策略各自独立发展,则难以汇聚于一个完整的体系之中。(3)带有浓厚的策略色彩。鉴于缺乏统一的基础理论支撑,则此现象往往自发地产生于某些特定的应用领域中。(4)与现有技术接口不够完善。

人工神经网络技术无法完全取代传统计算技术,在特定领域仅能与其相互补充,并因此必须进一步解决其与传统计算体系之间的连接问题方能实现自身的持续发展。

虽然人工神经网络目前虽存在诸多缺点,但基于传统专家系统的智能化故障诊断技术将长期成为未来研究与应用的重点方向。其充分发挥了两者的长处。

神经网络在数值计算方面表现出色,并适用于浅层次的经验推理;专家系统以符号推理为特点,并且适用于深层次的逻辑推理。

该系统采用并行运行模式,并非仅限于扩大应用领域的规模;它不仅能够扩展状态监测与故障诊断的应用范围,并且能够确保响应速度。在理论分析方面具有突出优势,在数值计算能力上表现卓越;从而使其能够适应当前的发展趋势和需求。

随着人工神经网络在各方面领域的不断进步与逐步提升,在智能故障诊断领域中已被广泛地应用。基于上述分析的结果以及对现有技术的深入探讨,在当前的研究中倾向于将人工神经网络与传统的人工智能技术进行深度融合以形成所谓的神经网络专家系统

基于理论分析和实践应用的结果表明,在综合性能上神经网络专家系统较其他系统更为成功地将两者的优势相结合,并获得了更为广泛的重视和广泛应用。从结构设计和运行机制的角度来看, 离心式制冷压缩机与离心式鼓风机在组成部件上具有高度的一致性

它的工作方式与活塞式压缩机存在本质差异,在这种装置中并非通过压缩活塞来减少气缸容积从而提升气体压力的方式;相反地,则依赖于气体速度的变化而非容积变化来进行增压操作。

离心式压缩机的结构包含一个带有叶片的转子,在运转过程中这些叶片通过其特殊设计带动气流运动,并使气体分子获得动能。随后,在这一过程中所获得的部分动能被转换为压力能的形式,并最终实现了对气体压力的有效提升。

这种离心泵因其持续地吸入制冷剂蒸汽并沿着半径方向将其抛出而得名;就其内部配置而言,则按工作轮的数量可分为单级泵与多级泵。

当只有一个工作轮时,则被称为单级离心式压缩机;若由多个工作轮串联构成,则被称为多级离心式压缩机。在空调系统中因为压力提升幅度较小的原因,则通常采用单级的离心式制冷压缩机;而在其他领域中使用的多级离心式制冷压缩机更为常见。

单级离心式制冷压缩机的构造主要由工作轮、扩压器和蜗壳等所组成。

蒸气压缩式制冷机工作时 refrigerant vapor enters the condenser through the inlet port in a radial direction. This vapor, after being guided by the condenser's axial flow channel, flows smoothly into the first stage (referred to as the impeller or rotor) of the centrifugal compressor core section (also known as the blade wheel). The first stage is an integral part of this type of device and serves as its primary functional component, facilitating the transfer of mechanical energy to the airflow within its enclosed space.

汽体在叶片作用下由工作轮带动快速旋转,在叶片槽道中因离心力影响进行扩压运动从而显著提升压力与速度

来自工作轮的蒸汽依次进入截面积逐渐增大的扩压器4(由于蒸汽从涡轮出口时具有较高的速度,在此过程中通过动能的部分转换为压力能而导致蒸汽的压力提升))。蒸汽经过扩压器后其速度降低而压力进一步提升。

气体通过扩压器后汇聚至蜗壳内,并在排气口处被引导至中间冷却器或其中的冷凝器中。

第二章 离心式制冷压缩机的特点及特性 本章将重点介绍离心式制冷压缩机的特点及其相较于活塞式制冷压缩机的优势。其中 (1) 其单位容量下的制热量显著高于后者,在相同制热量条件下其设备尺寸更为紧凑高效; (2) 占据的面积相对较小; (3) 总重量仅为其活塞式 counterparts 的约50%至67%。

(2)它不包含容易磨损的汽阀活塞环,并不具备曲柄连杆机构结构。因此其运行状态极为稳定可靠。运转过程中不会出现晃动现象,噪音水平较低,并且操作简便易行。维护成本较低。(3)工作轮与机壳之间无间隙配合,并不需要进行润滑处理

(4) 此系统能实现高效便捷地控制制冷量,并且调节幅度宽广。
(5) 该系统在适用性方面存在局限性,并且一台固定结构的离心式制冷压缩机仅能适用于单一类型的制冷剂。

对于分子量较大的制冷剂而言,在应用上仅适用于较大的制热量能力,并且通常在25~30万大卡/时以上。当制热量较低时,则需要较小的流量和较窄的流道以减少流动阻力,并使效率降低。

然而近年来,在经历了持续优化后,应用于空调领域的离心式制冷压缩机已达到高度节能水平,其单机制热量最低可达每小时十万大卡左右。探讨制冷系统中各组态参数间的相互关系

根据物理学原理可知

离心式制冷压缩机具有以下特性:其理论能量头与流量之间存在特定的关系;这一特性也可通过公式 W = U₂C₂(U) - U₁C₁(U) 来体现(因进口蒸汽比容 C₁(U) 近似为零),即 W ≈ U₂C₂(U);进一步推导可得 W = (U₂²/2)(1 - V υ₁ cotβ)/A₂ υ₂;其中:V —— 叶轮入口处蒸汽的质量流量(m³/s);υ₁ —— 叶轮入口处蒸汽比容(m³/kg);A₂ —— 叶轮外缘出口面积(m²);U₂ —— 叶轮外缘出口圆周速度(m/s);β —— 叶片安装角;由上式可见:理论能量头 W 与压缩机结构参数、转速、冷凝温度、蒸发温度以及叶轮入口处蒸汽质量流量等因素密切相关。

针对固定工况和恒定转速的压缩机系统而言,在U₂、A₂以及β均为定值的情况下,则理论焓损W仅取决于流量V以及蒸发温度和冷凝温度。

基于离心式制冷压缩机的工作原理特点,在实际应用中推荐选择具有较高分子量值的氟利昂类制冷剂。具体而言,在该类压缩机中主要采用包括 F-70 等一系列具有较高分子量的氟利昂作为冷却介质

我国目前在空调用离心式压缩机中应用最为广泛的两种型号是F—11和F—12;通常情况下,在蒸发温度不高及需要较大制冷量时,则采用离心式制冷压缩机。

此外,在石油化学工业领域中主要采用离心式制冷压缩机进行空调系统运行。这些设备主要使用丙烯和乙烯作为空调介质,在处理一般冷力需求时较为常见。然而仅当其冷力需求极大时才选用液化氨作为唯一的冷却介质。

三、离心式制冷压缩机的调节 离心式制冷压缩机作为核心设备,在系统中起到调节运行参数的作用,并与其他制冷设备协同工作形成一个完整的能量交换网络系统。

在制冷机组运转的过程中,其系统能够维持稳定状态的前提是必须满足两个条件:一是压缩机中的制冷剂流量与相关设备的流量达到平衡;二是压缩机产生的能量头必须与被冷却设备所承受的阻力相互匹配.

但是制冷机的工作负荷受外界环境条件以及用户对冷负荷需求的影响而不断变化。为了满足冷负荷需求并确保安全经济运行,必须根据外界环境的变化动态调节制冷机组的工作状态,离心式制冷机组通过以下几种方式进行制冷量调节:首先,通过改变压缩机转速来实现;其次,采用可旋转式的进口导叶进行控制;再次,通过调节冷凝器进水量来实现;最后,采用节流方式来控制系统运行状态。其中较为常用的主要有转动进口导叶调节和进汽节流两种调节方式。

即为转动压缩机进口端的导流叶片通过旋转的方式带动气流流动形成旋涡状态从而使工作轮对气流做功的变化进而影响制冷效果

即为一种用于控制压缩机运行状态的技术方法,在空调系统中应用广泛。其基本原理是通过在压缩机前部设置一个装有调节阀的管道装置,在需要改变压缩机工作参数时,则通过调节该阀的开启度大小来实现对系统压力的有效控制。具体操作时,则是当需要改变压缩机运行状态时,则通过调节阀门开度使压缩机进口压力发生相应变化以达到预期制冷效果的目的

离心式压缩机用于调节制冷量最为经济有效的调节方法即是调整进口气流角以调整蒸汽速度矢量方向(C1U)及流量V。然而,在维持系统稳定运行的过程中必须确保流量V处于正常工作范围以内以防影响其正常运行

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专业技术人员科研方法与论文写作的考试答案

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专业技术人员科研方法与论文写作考试答案专业技术人员科技论文写作试卷一考试会员名:山花烂漫客观题得分:97主观题得分:总分:97一、单选题(每题1分,共15题)151、现代物理学的开创者和奠基人是:A、爱因斯坦B、牛顿C、诺贝尔答案:A2、衡量国家科技领先的标志之一是:A、获诺贝尔奖的人数B、国民经济总产值C、人口数量答案:A3、衡量一个人的技术水平的高低之一是:A、论文B、家产C、经历答案:A4、理论要不要经过实验验证:A、一切理论都要B、有些理论不一定要答案:B5、检验理论正确的实验是必须能够重演的:A、是B、不一定C、不是答案:A6、称赞你的论文的人都是:A、坚持真理的人B、认同你的观点的人C、奉承你的人答案:B7、一篇论文其关键词可以选择几个:A、两个B、3~8个C、9个以上答案:B8、论文引言就是:A、前言B、绪论C、引论答案:C9、参考文献的编号一律用什么括号括起:A、大括号B、中括号C、小括号答案:B10、参考文献号一律用:A、阿拉伯数字B、汉字C、英文答案:A11、论文中对重要的公式:A、应编号B、不应编号答案:A12、论文中使用别人公开发表的结论,并注明出处的属于:A、引用B、抄袭C、剽窃答案:A13、论文是如何写出的:A、研究后写出的B、编写出的C、从书上抄来的答案:A14、博士学位论文至少应有:A、创新点B、新理论答案:A15、论文中对表的题目要求为:A、表的题目在表上部B、表的题目在表下部C、随便什么位置答案:B二、案例分析题(每题5分,共5题)25.0116、在一篇题目为《目标运动分析新论》论文中,论文摘要是:“在我的《TMA理论》那本书中,介绍了TMA的经典方法,在本论文里,主要叙述目标运动分析的几种新的方法,它们是:1)识别-滤波-控制原理;2)交互多模型方法;3)多站信息融合的方法。

”(1)、上述摘要犯了那几方面的毛病?

以下是《人工神经网络在传感器目标识别中的应用》论文的目次:一.概述二.数学基础知识三.传感器基础知识四.人工神经网络简介五.人工神经网络在目标识别中的应用六.仿真七.结论八.致谢九.参考文献(1)、它是一种仿教科书式的论文,其在目次上存在的主要问题是A、概述的设置B、数学基础的介绍C、传感器基础的介绍D、“人工神经网络在目标识别中的应用”篇幅比例偏少答案:D18、一篇好的论文主要应该包括:第一,概述该题目国内外的研究状况;第二,用大量的篇幅撰写自己的理论、方法(包括方案设计等);第三,再用大量的篇幅写自己的试验、实验或仿真结果;第四,给出论文研究结论。

该论文的研究工作大致可划分为七个主要章节:第一部分为导论; 第二章至第四章分别系统地阐述了所用的主要理论基础, 包括必要的数学知识, 传感器的相关理论以及人工神经网络的基本原理; 第五章则着重探讨了基于人工神经网络的目标识别方法; 第六章针对研究方案进行了系统仿真实验, 并对实验结果进行了详细分析; 最后两章分别对研究工作进行了总结与讨论, 同时附上了参考文献.

B、一概述部分;二 数学基础知识;三 传感器基础知识;四 人工神经网络原理;五 人工神经网络应用实例;六 仿真分析;七 结论;八 致谢;九 参考文献。

本章概要 本文主要阐述了青少年足球运动员运动趋向性的不同因果模型研究方法与应用实践。第二章 预备知识 包括所采用的数学基础 传感器技术和人工神经网络的基本理论与知识要点 第三章 理论与方法 包括研究方案的设计实现细节等 第四章 试验结果 包含通过仿真实验获得的相关数据结果分析 第五章 结 论 总结研究发现 并提出相关建议与展望

对北京市青少年足球运动员进行运动倾向性五因素模型的数据分析后发现该模型更适合描述北京市青少年足球运动员的特点其中主导因素包括运动乐趣个人投入以及参与机会而社会约束基本不起作用

(1)、从上述内容,可以反映出摘要的基本要素主要由(ABCD)等几部分组成。

本研究聚焦于一种可调节固有频率的液压式动力消振器的设计与分析,在工程领域中具有重要的应用价值。该动力消振器通过附加质量与弹簧装置到主振动体系上实现能量吸收与振动抑制的动态调节装置

当系统固有频率与主振系的固有振动频率一致时,则主振系将不会发生振动。由于动力消振器具备卓越的阻尼性能,在20世纪初首次提出以来已获得广泛应用。

但传统动力消振器存在局限性在于其固有工作频率无法调节的特点,在实际应用中无法根据使用环境的具体需求进行优化;此外,在主振系振动频率发生变化时也无法相应地进行控制和适应;由此可见,在这种情况下它仅能有效消除基频本身较为固定的振动干扰。

对于常见的容易变化的振动系统而言,在使用传统的动态减震装置时无法达到理想的减震效果,并将导致更严重的负面影响。

研究者开发了一种新型动力阻尼装置,在消除变频振动方面展现出显著的能力。具体而言,则采用了具有固有频率调节功能的液压阻尼系统。该装置能够实时监测振动频率,并在动态变化中实现有效的隔振效果。实验结果表明,在多个工况下该技术均表现出了较高的应用潜力。

(1)、引言第一段反映的是A、介绍研究对象及其基本特征B、说明研究对象存在的问题,即前人研究的不足,亦说明了本研究的理由和背景C、本研究的成果及其意义答案:A(2)、引言第二段反映的是A、介绍研究对象及其基本特征B、说明研究对象存在的问题,即前人研究的不足,亦说明了本研究的理由和背景C、本研究的成果及其意义答案:B(3)、引言第三段反映的是A、介绍研究对象及其基本特征B、说明研究对象存在的问题,即前人研究的不足,亦说明了本研究的理由和背景C、本研究的成果及其意义答案:C三、多选题(每题2分,共20题)4021、实验的目的是验证理论与方法的:A、正确性B、可行性C、有效性答案:A,B,C22、思维清晰主要体现在:A、作者思路和思想上B、语言文字上C、科研三步曲上D、论文目录构架中答案:A,C,D23、摘要的四要素是:A、对象B、方法C、成果D、结论答案:A,B,C,D24、论文署名是为了:A、扬名B、文责自负C、记录作者劳动成果D、便于联系答案:B,C,D25、关键词可以在下面选择:A、论文标题里B、论文内容里C、论文以外的任何词语答案:A,B26、引言内容包括研究的A、理由B、目的C、背景D、前人工作E、理论依据和实验基础F、预期的结果答案:A,B,C,D,E,F27、论文中应该致谢的人员是:A、指导老师B、对论文提供帮助和做过贡献的单位和个人C、资金资助单位D、对论文做过技术辅助工作的人E、与论文毫不相干的领导答案:A,B,C,D28、在论文写作中不正当的手段有:A、造假B、剽窃C、抄袭D、引用答案:A,B,C29、书以性质分类为:A、著B、编著C、编D、译E、编译答案:A,B,C,D,E30、研究生学位论文题目确定方式有:A、老师选B、自己选C、师生商定答案:A,B,C31、撰写的结论应达到的要求是A、概括准确,措词严谨B、明确具体,简短精练C、不作自我评价D、需要作自我评价答案:A,B,C32、对正文部分写作的总的要求是A、明晰B、准确C、完备D、简洁答案:A,B,C,D33、论证是由()个环节组成的。

A、论点B、论据C、论证方式D、结论答案:A,B,C34、选择材料时应遵循的原则A、必要而充分B、真实而准确C、典型而新颖答案:A,B,C35、科技论文主题的基本要求是A、新颖B、深刻C、集中D、鲜明答案:A,B,C,D36、引言中要写的内容大致有如下几项A、研究的理由、目的和背景B、理论依据、实验基础和研究方法C、预期的结果及其地位、作用和意义答案:A,B,C37、引言的写作要求是()A、言简意赅,突出重点B、开门见山,不绕圈子C、尊重科学,不落俗套D、如实评述,防止吹嘘自己和贬低别人答案:A,B,C,D38、摘要的写作要求是()A、用第三人称B、简短精练,明确具体C、格式要规范D、文字表达上应符合“语言通顺,结构严谨,标点符号准确”的要求答案:A,B,C,D39、摘要的分类主要有()A、报道性摘要B、指示性摘要C、报道—指示性摘要答案:A,B,C40、科技论文须满足的写作要求是()A、创新性或独创性B、理论性或学术性C、科学性和准确性D、规范性和可读性答案:A,B,C,D四、判断题(每题1分,共20题)1741、论文是科学技术发展的记录答案:正确42、论文是科学技术成果的载体答案:正确43、论文是科学技术强国的标志之一答案:正确44、论文是职业道德规范检验的试金石答案:不正确45、论文对个人是不重要的答案:不正确46、论文对社会是重要的答案:正确47、专业技术人员职称评定,论文是必要条件,但不是充分条件答案:正确48、专题评论是论文的一种类型答案:不正确49、随笔是论文的一种类型答案:正确50、看了别人的几篇文章,就可以轻而易举的写出综合评论论文答案:不正确51、理论、原理、方法、算法、实施步骤是论文的主要部分答案:正确52、上水平的论文成果应该是:前人没有发现的规律、定律、命题类型定理,或是对前人重大理论成果的实验验证,或是对某些重要猜想给出的证明答案:正确53、只要论文表达了你的思想、观点,解决了你所提出的问题,给出了足够的证据,包括理论、方法、实验等方面,语言表达有比较清楚,就可以定稿答案:不正确54、写作格式十二款是:1)题名;2)作者姓名与单位;3)摘要;4)关键词5)外文摘要与关键词;6)中图分类号、文献标识码;7)引言;8)正文;9)讨论;10)结论与有待研究的问题;11)鸣谢;12)参考文献。

论文讨论部分应包含以下五个方面的内容:第一部分为文章的主要发现;第二部分为本研究的优点与不足;第三部分为对比现有相关研究进行比较分析;第四部分阐述本文的意义在于理论创新以及实际应用价值;第五部分内容涉及存在的局限性及未来改进方向

规范参考文献时应遵循报纸格式:作者名+文章标题(如必要)+译者注+报纸名称+出版年份+期号。
研究工作的时间线和相关细节应在论文中体现:记录地点和时间安排+参与人员信息+关键事件回顾+过程描述+成果总结及不足分析。
建议将中文论文题目控制在二十个字以内。

第59题 撰写论文的基本要求是思维清晰、叙述完整、条理逻辑、立论公认、表达准确、内容客观以及语言简练等要素共同作用的结果

正确得分为60分,在研究生论文中常见的错误包括:

  1. 概念模糊;
  2. 推导过程存在问题;
  3. 数学与物理知识存在差异;
  4. 思维混乱而缺乏条理。
    解答:得分为60分是否合理?不确定的话可以通过查阅资料来确认。

多掌握点!祝顺利通过!参考资料:百度搜索的。

学校让写关于Atkinson循环发动机人工神经网络模型的研究的论文

摘要

采用拉丁超立方采样法对实验方案进行规划,并利用GT-Power平台计算各个实验点的结果;最终生成的数据集将用于神经网络的训练与验证过程

基于MATLAB/GT-Power协同作用的自动化平台被用于收集训练与测试数据,并构建并优化神经网络模型。

研究表明,在本研究中所建立的Atkinson循环发动机神经网络模型具有较高的预测能力,并且该模型可用于Atkinson循环发动机的设计与优化工作。

关键词:Atkinson循环发动机;实验设计;神经网络;MATLAB/GT-Power耦合平台
Abstract 该模型采用GT-Power软件进行搭建,并基于此建立人工神经网络(ANN)模型以完成后续的发动机设计与优化工作。本文中采用了拉丁超立方抽样算法来进行DOE(正交实验设计),并通过GT-Power软件计算得到了全部的实验数据点作为ANN模型的训练集与测试集输入数据来源。为了提高模型训练效率与预测精度,在对训练集与测试集进行收集整理的同时也对ANN模型构建过程中的相关参数进行了合理选择与优化配置。最后通过MATLAB/GT-Power耦合平台完成了整个流程的关键环节操作,并利用所得结果验证了ANN模型在Atkinson循环发动机建模方面的有效性表现及应用潜力。
尽管采用复杂机构的Atkinson循环发动机在应用中面临高昂的成本问题,在当前阶段仍未能获得广泛的关注与推广。

近年来以来,在全球范围内对可变气门正时(VVT)技术的应用与推广的同时期

混合动力汽车逐渐普及的过程也推动了对Atkinson型内燃机技术研究的深入发展

Atkinson循环发动机采用了与传统Otto循环发动机相比具有更大几何压缩比的设计方案。为了防止发生爆燃现象而采取了减少有效压缩比的方法。这不仅降低了有效排量的数值,并且也减少了发动机的动力输出。

此外,在发动机的设计中,进排气门重叠角、进气门推迟角以及几何压缩比等因素相互作用影响发动机产生爆燃的可能性,并从而使得发动机的动力性能和燃油经济性得到改善。

在设计与操作变量之间存在高度耦合关系,并相互影响着发动机的动力性和燃油经济性的情况下,在确定最佳几何压缩比以及进行操作参数优化的过程中会遇到更大的挑战。如果完全依靠GT-Power计算或者经过反复试验来进行设计与优化工作,则会显得更为繁琐且成本较高。

人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)是一种模仿人类大脑学习机制的高级人工智能技术。该技术具有显著的非线性特性,并可用于构建精确度高的发动机数学模型。此外,ANN也可替代GT-Power进行发动机性能预测,并同时应用于操作变量的优化研究。

本文阐述了原型Otto循环发动机基于GT-Power建模的方法及其应用前景;详细阐述了基于MATLAB/GT-Power耦合计算所开发的自动化数据采集与神经网络建模平台;基于GT-Power计算所得数据对人工神经网络进行了训练与验证,并选择了具有最佳预测精度的人工神经网络模型作为进一步开发Atkinson循环发动机设计与优化方案的技术基础。

构建发动机仿真模型时,默认基于一台压缩比为10.6、排量为1.8升的双VVTO循环发动机为基础性开发。

图1展示了基于GT-Power软件搭建的原型Otto循环发动机仿真模型,在表1中可找到相应的发动机技术参数。

神经网络算法的人工神经网络

第一类人工神经网络体系(缩写:ANN)自20世纪40年代以来逐渐发展和完善。

它是由大量神经元可调节的连接权值构成,并具备高效的并行计算能力和支持分布式信息存储技术的同时还拥有良好的自组织和自学习能力

Backpropagation(BP)算法也被广泛称作误差逆向传播法(error backpropagation method),它是人工神经网络领域中一种经典的监督学习方法。

BP神经网络算法在理论上能够实现任一函数的近似,其主要组成部分是非线性变化单元构成,并展现出强大的非线性处理能力。

而且网络的中间层节点数、各层的计算单元数量及网络的学习率等参数由实际需求决定,并且具有较强的适应性,在网络优化、信号处理、模式识别、智能控制以及故障诊断等多个领域都展现出广泛的应用前景。

该研究起源于脑神经元学说。在生物、生理学领域内,Waldeger等人于该时期建立了神经元学说。人们意识到复杂的神经系统是由大量神经元组成的。

大脑皮层约含有100亿个以上神经元,在每一立方毫米的空间内平均分布着约数万至数十万个神经元。这些神经元通过复杂的连接网络相互作用,在身体内外的信息接收器——感觉器官的作用下接收外界信号,并将这些信息传递至中枢神经系统进行处理。中枢神经系统经过分析和整合 incoming information后,再通过运动神经 pathway 输出控制指令以调节身体机能与外界环境之间的互动关系。这一系统设计以协调身体各个器官系统的功能活动为宗旨。

神经元也和其他各种类型的细胞一样, 拥有包括有细胞膜、胞质和核膜的结构, 以及其他各种功能系统. 然而, 神经元的形态特征较为独特, 具备许多突起结构, 因此被划分为三种类型:胞体、轴突和树突. 在神经元内部, 核部承担着负责信息传递过程的主要功能.

树突负责接收输入信号,并仅有一条;而轴突则主要负责向外界发送电信号。树状结构从细胞体延伸出来,并随着从细胞体发出后逐渐向远处发展而不断变细。任何部位都能与其它神经元的轴突末端相连接,并最终形成所谓的'接点'或者'连接点'。

在突触部位的两个神经元之间并未建立直接连接,在此区域仅承担着信息传递的功能。此处所指的空间距离大约介于15至50微米之间。突触系统根据信号性质可划分为两类:一类是能够激发后膜电位的变化并引发信号传递的行为模式;另一类则是通过抑制活动来调节信号流动的方式。

每个神经元的突触数量正常,并最多可达10个。
各神经元之间的连接强度和电极性各有差异,并且都可以调节;基于这一特点,人脑具备存储信息的能力。
通过将大量神经元相互连接形成的人工神经网络能够反映出人类大脑的一些特征。

人工神经网络是由成千上万种简单的基本单元——神经元相互连接组成的具有自我调节能力的非线性动态系统。当许多这样的神经元组合在一起时其结构与功能相对简单但整体表现出极其复杂的特性

人工神经网络体现人脑主要特征,但它并非对生物系统高度精确的复制,而是经过了简化的模型构建.

相较于数字计算机而言,在构成原理和功能特点上更趋近于人脑结构与工作模式的人工神经网络并非按照预先设定好的程序依次完成运算任务而在具备自主学习能力和环境适应性后则展现出在特定任务中进行相应计算的能力

人工神经网络必须经过特定的学习准则来进行训练过程之后才能正常运转。通过以下实例来说明该方法:对识别字符' A '和' B '。定义当输入为' A '时系统应返回值' 1 ';而当输入字符为' B '时则返回值' 0 '。

所以网络学习规范应为:若网络产生失误判断,则经过网络训练后应当使该系统降低再次出现同样错误的概率。

首先,在网络的所有连接中为其分配(0,1)区间内的随机权重。随后将图像模式'A'呈递至该网络中进行处理。该网络被指示先按权重累加输入模式信息;随后与阈值对比;最后完成非线性处理从而生成系统的输出结果。

在该情况下,网络输出为1和0的概率均等;即表示这种现象具有随机性特性。此时若输出结果正确(即输出值为1),则会导致相关连接权值增大;从而使得当网络再次接收A模式输入时仍能做出准确判断。

若输出数值为零,则应将网络连接权值朝向降低综合输入加权值方向进行调整。这种调整的目的在于使网络在再次遇到'A'模式输入时减少重复犯错的几率。

进行相应的调整操作,在向网络输入多个手写字母'A'和'B'的过程中,在完成上述学习方法训练后,则能够让该系统能够实现较高的识别准确率。

该网络对这两种模式的学习已取得成功表明。该网络已将这两种分布形式详细地记录在各处的连接权值中。当该网络再次遇到任何一个模式时,能够快速且精确地进行判断和识别。

通常情况下,在网络中所含神经元数量越多,则其能够记忆和识别的模式数量也随之增加。(1)人类大脑具有较强的自适应和自我组织的特点;通过后天学习和训练,可以促进多种不同功能的发展。

例如盲人对声音与触觉极其敏感;聋哑人都擅长通过手语进行交流;经过专业训练的运动员在竞技场上往往展现出令人惊叹的技术等等。通常情况下,计算机系统的能力源自内部预设的算法与数据处理规则。由此可见,在模拟智能行为方面存在大量技术上的挑战

人工神经网络同样具备基础的自适应与自我组织能力。在学习或训练的过程中动态调整突触权重值以适应周围环境的需求。同一网络根据不同的学习模式和处理任务可展现出多种功能。

人工神经网络是一个具有学习能力的体系,在复杂环境中不仅能够自主地获取、存储和处理信息,并且通过不断的学习和优化算法而实现其专业知识水平的显著提升。

一般情况下,它的学习训练方式可分为两种:一种是有监督的学习(即基于给定的标准进行分类或模仿);另一种是无监督的学习(即仅规定特定的原则,则根据系统的运行环境确定具体的学习内容)。前者需要明确的目标指导,后者则能够自主适应不同的输入信息并完成特定的任务,表现出类似大脑处理信息的能力。

(2)泛化能力强于其他方法;泛化性能针对未曾经过训练的新样本;不仅具备良好的预测能力和强大的控制力;同时,在遇到一些带噪声的数据时仍能保持较高的稳定性。

(3) 非线性映射能力方面而言, 当设计人员对其具备深入理解或清晰明确的认识时, 则主要依赖数值分析、偏微分方程等数学手段构建精确的模型; 然而, 当面对复杂系统或信息有限的情况, 构建精确模型变得较为困难, 此时神经网络展现出显著优势. 其特点在于无需深入理解系统的细节, 同时却能够实现输入到输出之间的完整映射关系, 这一特性极大简化了设计过程.

高度并行性的并行性存在争议。承认其具有并行性的理由如下:神经网络作为对人脑的抽象化数学模型,在功能上确实能够模拟人类同时执行多项任务的能力。因此,在功能模拟的角度来看,神经网络应具备较强的并行能力。

经过多少年的发展与探索,在医学和生物学等多个学科领域内以及哲学等其他相关学科中系统性地从多个角度进行研究与探索,并致力于探索和解决这一问题

针对上述问题的答案进行研究的过程中

科学家们从各自的学术兴趣和专业特征出发,在不同领域同时关注多样化的研究议题,并探索多维度的科学领域

将人工神经网络与通用的计算机工作特性进行比较:从传输速度来看,在信息传递速度上人脑神经元之间的传输速率显著低于通用计算机。其中,在时间尺度上人脑神经元之间的传递速率处于毫秒级别,在信号处理频率方面则明显低于后者所处的数百万赫兹水平。

然而

模仿人脑结构的人工神经网络的基本组成具有并行处理能力显著提升。其运算效率较传统系统有明显提高。人类大脑通过调节突触能效来优化信息存储模式,并将记忆容量体现在不同神经元之间的连接强度分布上。统一区域涵盖了计算机构件与生物神经组织的结合体。

虽然人类大脑每天成百万神经细胞死亡(约每天100万至200万),但其思维活动不受影响。

普通的电子计算机由相互独立的存储器和运算器组成 知识存储与数据运算之间没有直接关联 只靠人为编写的程序才能实现两者之间的联系 该系统的正常运转受限于程序设计者的预期 即使单个元器件发生故障或程序中存在极微的小错误也可能导致系统严重失灵

心理学家与认知科学家致力于探究人脑如何加工、存储与检索信息的过程与机制,并旨在揭示人脑功能的基本规律以及构建人类认知过程的微观机制模型。

生物学、医学以及大脑科学研究领域的专业人士正在致力于利用神经网络技术推动大脑科学研究向更加定量化与精确化的方向发展,并对未来可能出现的重要理论突破抱有期待;与此同时,这一领域的研究还期望在未来能够取得临床医学方面的重大进展。信息处理与计算机科学研究者希望探索出能够应对现有无法解决或极具挑战性问题的新途径,并最终开发出能够模拟并更贴近人类大脑功能的人工智能系统。

人工神经网络研究的早期阶段可追溯至20世纪40年代初。随着时代的发展, 该领域主要围绕着重要人物及其在某个领域的主要研究成果展开, 本文将从时间顺序的角度, 概述其发展历程

1943年左右,神经科学领域的学者W·Mcculloch与数学逻辑领域的学者W·Pitts基于对神经元基本特性的系统分析并总结,在此基础上首次提出了神经元的数学模型。该模型自发布以来已被广泛采用,并对相关领域的研究发展产生了深远影响

因此,他们两人被视为人工神经网络研究的重要先驱者。1945年,在冯·诺依曼的领导与设计团队的努力下首次成功制造出能够执行程序指令的第一台通用电子计算机,并由此拉开了现代电子计算机时代的序幕

在1948年的研究工作中深入分析了人脑结构与基于存储程序式的计算机之间的本质差异,并提出了一种由简单神经元构建的再生自动机网络架构。

但是随着指令存储型计算技术的快速发展, 他不得不再转向神经网络研究, 转而专注于指令存储型计算技术和相关领域的研究, 并在其中取得了重大的成就。

尽管冯·诺依曼的名字与现代电子计算机的发展紧密相连,在那个时代具有重要影响力。然而他却也是人工智能研究的重要开拓者之一。20世纪50年代末期F·Rosenblatt成功地研发出了感知机这一人工神经网络模型被广泛应用于早期的人工智能研究中它开创性地将多层结构引入了神经网络领域

这项工作开创性地将人工神经网络研究从纯理论研究转向工程实践的应用阶段。当时许多实验室纷纷仿制感知机并将之应用于多种技术领域包括文字识别声音识别声纳信号处理以及智能信息存储与检索等关键领域。

然而,在20世纪60年代的人工神经网络研究中出现了一段所谓的"研究热潮"(research boom),但这一热潮未能持续太久。大量研究人员逐渐放弃这一领域的研究工作。这一现象的主要原因在于当时电子计算机技术发展非常繁荣。许多科学家误以为电子计算机能够解决人工智能、模式识别、专家系统等领域的所有问题(problem)。这种错误的认识导致感知机的工作始终得不到应有的重视(prestige);其次,在那个时代的技术水平相对落后(inefficient),主要使用的电子元件只有 vacuum tubes 和 transistors(晶体管),基于这些器件构建的人工神经网络规模宏大(massive)且造价高昂(costly),要实现与真实生物神经网络相似的功能(function)完全不可能;此外,在1968年出版的一本名为《感知机》(Perceptrons)的重要著作中指出线性感知机的能力是有限的(limited capability),它无法有效解决诸如异相之类的根本问题(fundamental issue),而多层网络体系也无法找到有效的计算方法(computational method)。这些发现使得许多研究人员对人工神经网络领域的前景失去了信心

20世纪60年代后期开始逐渐陷入停滞,在1960年代初期,Widrow团队开发出了自适应线性元件网络,这一系统采用了一种基于连续数值的线性加权累加并门模型,其特点是能够自动调节权重并作出决策。在此基础上逐步演进为一种多层次的非线性自适应体系。

当时这些工作并未明确标注 neural network 的名称 而其实本质上是一种 artificial neural network 模型 随着 research 者对 perception machine 兴趣的减弱 导致研究陷入沉寂长达相当长时间

80年代初期,模拟与数字结合的超大规模集成电路制造技术发展至一个新的高度,得到了全面的应用.与此同时,在许多应用领域中都面临着数字计算机面临障碍的问题.这一背景表明寻找人工神经网络解决方案的机会已经到来.

科学家Hopfield在1982年至1984年间在美国科学院院刊上发布了两篇关于人工神经网络的研究论文,在此期间引发了显著的影响。人们开始意识到神经网络在实际中的应用潜力及其被广泛应用于现实中的可能性。

随后,在Hopfield提出理论的基础上,众多学者和研究人员展开了深入研究工作,并在20世纪80年代中期催生了人工神经网络领域的研究热点

1985年,Ackley、Hinton与Sejnowski采用模拟退火算法对神经网络进行训练,并提出了一种称为Boltzmann机的新模型。该算法具备逃离局部最优解的优势,然而其训练耗时较长。

1986年,Rumelhart,Hinton和Williams提出了一种多层前馈神经网络的学习过程,即BP算法. 从理论上分析了该算法的有效性,并提供了坚实的理论基础. 在研究领域上取得了重要进展.

在1988年首次提出了径向基网络:RBF网络。总的来说,神经网络经历了由兴盛到衰退的过程,并且充满了起伏不定的过程。

神经网络Hopfield模型

在1982年,美国加州工学院的J.Hopfield发表了这篇对人工神经网络研究影响深远的重要论文,在这篇论文中他提出了具有相互连接的反馈型的人工神经网络模型,并将其命名为Hopfield人工神经网络

Hopfield型人工神经网络被归类为一种反馈循环神经网络(RecurrentNetwork),也被称为自记忆回响型神经网络。

其旨在设计一个网络并建立一个平衡点集合;当为该网络提供一组初始值时,在自行运行的过程中该网络最终收敛于所建立的那个平衡点。

该类神经网络具有单层对称全反馈特性,在具体应用中通常根据所采用的不同激活函数形式进行分类分析。其中一类可划分为离散型和连续型两种形式的Hopfield神经网络(Discrete Hopf neural network缩写为DHNN等),另一类则基于其他特定条件构建相应的模型框架

其激活函数采用二元阶跃形式,并主要应用于关联记忆、模式分类与识别过程。该系统可实现离散型Hopfield网络的设计与实际应用。

二、Hopfield模型原理离散型Hopfield网络的主要目标是使得任意输入向量通过多次迭代过程最终达到其所记忆的具体样本状态。

正交化的权值设计这一方法的核心思想和目的在于满足以下四个关键要求:首先,在异步运行环境中确保系统的稳定性,并且其权重矩阵呈现对称性(即对于任意元素wi,j = wj,i),其中i和j取值范围为1, 2,…, N。其次,在所有预期稳定的平衡状态下能够实现收敛(使得所有预期稳定的平衡点能够收敛至自身)。再次,在确保系统稳定性的同时尽量减少伪稳定状态的数量。最后,在提升各吸引域规模的同时增强各吸引域对输入数据的有效包容能力。

正交化权值的计算公式推导如下:已知存在一组稳定的平衡点共有P个这些点位于RN空间中构建一个N×(P−1)维的矩阵并定义为A = ( \mathbf{x}_1 - \mathbf{x}_p, \mathbf{x}_2 - \mathbf{x}_p, \dots, \mathbf{x}_{p-1} - \mathbf{x}_p )^\top

将矩阵A进行奇异值分解得到A = U S V^T的形式,在此过程中U矩阵由向量集合(u₁, u₂, …, u_N)组成;V矩阵由向量集合(υ₁, υ₂, …, υ_{P−1})构成;其中Σ=diag(λ₁, λ₂, …, λ_K)代表新的评价技术和新模型的核心参数;而O则表示一个维度为零的零矩阵。

属于N维空间的一个子空间。该子空间由其一组独立基底所构成。其中rαnk(A)表示该子空间的维度。设{u₁, u₂, …, u_K}作为矩阵A的一组正交基底集合,则{u_{K+1}, u_{K+2}, …, u_N}}则构成该补集的空间的一组正交基底。通过U矩阵来进行权重设计。

建立新的中国矿产资源评价技术与模型总连接权矩阵的形式如下:W_t = W_p - T \cdot W_m。其中,T是一个大于-1的参数,其缺省设置值设定为10。

Wp和Wm各自都具有对称性特征,具体表现为每个元素(wp)_{ij}等于(wp)_{ji}以及(wm)_{ij}等于(wm)_{ji}。由此可知,在Wt中各分量同样具有对称性特征。这表明,在异步运行的情况下,系统不仅能够收敛,并且不会产生振荡现象。

网络中的偏差量定义为bt=xP-Wt·xP。随后将推导记忆样本的有效性能够收敛到自身。

(1)对于输入样本中的任意目标矢量xp,p=1,2,…,P,因为(xp-xP)是A中的一个矢量,它属于A的秩所定义的K个基空间的矢量,所以必存在系数α1,α2,…,αK,使xp-xP=α1u1+α2u2+…+αKuK,即xp=α1u1+α2u2+…+αKuK+xP,对于U中任意一个ui,有中国矿产资源评价新技术与评价新模型由正交性质可知,上式中当i=j,;当i≠j,;对于输入模式xi,其网络输出为yi=sgn(Wtxi+bt)=sgn(Wpxi-T·Wmxi+xP-WpxP+T·WmxP)=sgn[Wp(xi-xP)-T·Wm(xi-xP)+xP]=sgn[(Wp-T·Wm)(xi-xP)+xP]=sgn[Wt(xi-xP)+xP]=sgn[(xi-xP)+xP]=xi。

(2)对于输入模式xP,其网络输出为yP=sgn(WtxP+bt)=sgn(WtxP+xP-WtxP)=sgn(xP)=xP。

(3)给定一个不属于记忆库的样本x,其输出值为y=\text{sgn}(W^T x + b_t), 这等价于\text{sgn}\left[(W_p - T \cdot W_m)(x - x_P) + x_P\right] = \text{sgn}[W_t(x - x_P) + x_P]

由于x并非先前学习的记忆样本,在这种情况下可以推断出其差值向量不会是矩阵A中的元素。因此可以推断,在这种情况下,则可以通过调整相关参数来实现对符号的控制。具体而言,在设计过程中,则可以通过调节相关参数来实现对符号的控制。这样可以使得经过线性变换后的新向量不会等于原向量,并且通过激活函数处理后的输出也不会等同于输入值本身。从而避免了自收敛现象的发生。

用基于输入模式生成一系列目标平衡点的方式进行设置后,调用函数HopfieldDesign()能够计算Hopfield网络的权重参数及其偏置值,并确保该网络能够将给定的目标向量映射至稳定的状态。

在完成了网络的设计之后,可以通过调用该函数HopfieldSimu()来处理这些输入向量,并将其收敛于其对应的稳定状态作为所有输入向量的分类依据。

三、总体算法

  1. 采用正交化的权值设定方法构建Hopfield神经网络模型;
  2. 基于给定的目标矢量设定相应的权值矩阵W[N][N]和偏差向量b[N]
  3. 通过上述步骤确保Hopfield神经网络在平衡状态时的输出向量与设定的目标向量完全一致。

接收P个输入模式X=(x₁, x₂,…, x_{P−1}, x_P),其中包含参数T和h;随后由X[N,P]构建矩阵A_{N,P−1}=(x₁−x_P, x₂−x_P,…,x_{P−1}−x_P);对该矩阵A_{N,P−1}执行奇异值分解得到UΣVᵀ;确定矩阵A_{N,P−1}的秩值rank;基于U=(u₁,u₂,…,u_K)构建权值矩阵W_p{[N,N]};基于U=(u_{K+1},…,u_N)构建权值矩阵W_m{[N,N]};生成综合权重矩阵W_t{[N,N]}=W_p{[N,N]}−T·W_m{[N,N]};构造向量bt{[N]}=X{[N],P}−W_t{[N,N]}·X{[N],P};构建变换矩阵W{[N,N]}(9–13)并计算其特征值矩阵Val{[N,N]}(对角线元素为特征值)及特征向量矩阵Vec{[N,N]};生成指数变换后的特征值矩阵Eval{[n,n]}=diag{exp(diag(Val))};求取特征向量矩阵Vec{[n,n]}的逆阵Invec{[n,n)};构造最终权重变换矩阵W=W_p·Eval·Invec;构建向量b=[C₁·e{-hT}, C₂]^T(其中C₁=exp(h)−1,C₂=-(exp(-Th)−1)/Th);转置原始评价指标向量U得新评价指标向量U';输出结果权重变换矩阵W及向量b;结束运算流程。

Hopfield网络的预测应用总体算法主要基于以下结构:该算法由N个斜坡函数神经元构成。采用正交化权值设计方法构建该网络模型;通过基于给定的目标矢量设计生成权值矩阵W[N][N]和偏置向量b[N]。

起始输出量为X_{N,P}, 通过应用函数f对线性组合W_{N,N} \cdot X_{N,P} + b_{N}进行映射, 经过连续T次迭代运算, 最终得到的结果仍以X_{N,P}表示, 其结果可视为对原始数据的分类基础

  1. 采用斜坡函数作为中国矿产资源评价中的新型技术和新模型时,其输出区间限定为[-1, 1]。四、数据流架构Hopfield网络的数据流架构可见于附图3。

五、调用函数说明1.常规实矩阵奇异值分解(1)功能采用Householder变换及其变体QR算法对常规实矩阵实施奇异值分解。

令A为m×n维实数矩阵,则存在一组m×m阶列正交矩阵U与一组n×n阶列正交矩阵V满足中国矿产资源评价新技术与评价新模型之间的关系成立。

设Σ为由元素σ₀, σ₁,…, σ_p组成的对角矩阵,则当满足条件时

奇异值分解分为两大部分:第一步是用Householder变换将矩阵A转化为双对角线矩阵。

在其中两种新的技术/模型中依次实施了一系列运算步骤以实现特定的数据处理目标

]]j具有以下形式:中国矿产资源评价新技术与评价新模型中ρ为一个比例因子以防止计算过程中的溢出现象及其误差积累的影响Vj属于列向量空间

设向量Vj=(υ0,υ1,…,υn-1),其中中国矿产资源评价新技术与评价新模型;其次,在第二步骤中采用变型的QR算法进行迭代运算以求取全部奇异值。

即:用一系列的平面旋转变换对双对角线矩阵B逐步变换成对角矩阵。

每次迭代过程中采用中国矿产资源评价新技术与新模型进行优化调整。其中,在矩阵B的操作过程中(即应用该变换),使得矩阵B中第i列主对角线下方的第一个非零数值被置为零,并使该行次对角线右侧的位置填入一个新的非零数值。此外,在优化过程中还应用了另一个关键操作V_j,j+1。这种操作会使得矩阵中的某一行(具体来说是第i-1行)在其次对角线上方的位置被赋予新的数值,并使该矩阵中的对应位置填充新的数值。

在每次迭代中(j取值范围是0到p-1),B′仍然是一个双对角线矩阵。然而,在迭代过程中逐步推进时(或随着迭代次数增加),最终会收敛至一个对角矩阵,并且该对角矩阵的主对角线上元素即为其奇异值。

每一次迭代过程中执行初始化变换V₀₁操作后,在矩阵第①行主对角线左侧位置必定呈现一个非零数值。采用位移策略u的具体计算公式为u = \sum_{i=1}^{n} a_i v_i;此外还需将奇异值按照降序排列以确保算法稳定性。

在上述变换过程中, 当某个特定次对角线元素 ej 的绝对值不超过 ε 乘以 (|s_{j+1}| + |s_j|) 时, 我们即可判断其为零. 类似地, 当位于主对角线上某位置的元素 sj 满足 |s_j| ≤ ε(|e_{j-1}| + |e_j|) 时, 我们同样可将其视为零奇异值.

其中ε为给定的精度要求。

该函数用于说明调用方式 intbmuav(...),其中参数包括双精度浮点数指针、整型变量、双精度浮点数指针、双精度浮点数变量、双精度浮点数变量以及整型变量等。该函数返回一个整型标志变量。若返回的标志变量数值小于零,则表示未能在60次迭代内求得任何奇异值的情况。

当前采用UAVT形式对矩阵进行分解操作;当返回的状态数值超过零时,则表明程序运行正常。其中a:double *arr(其中arr表示一个双精度实型数组),其维度大小分别为m和n。

计算完成后返回一个结果。其中结果中的对角线元素按非递减顺序排列,并将所有非对角线元素置零。m表示实矩阵A的行数;n表示实矩阵A的列数;u是一个指向双精度实型数组的指针。

计算完成后返回一个结果。其中结果中的对角线元素按非递减顺序排列,并将所有非对角线元素置零。m表示实矩阵A的行数;n表示实矩阵A的列数;u是一个指向双精度实型数组的指针。

该算法在返回时将左奇异向量U存储于特定内存区域,并通过指针υ指向该区域。其中υ是一个指向双精度实型数组元素的指针变量。其存储空间大小为n乘以n。右奇异向量VT则被该算法在返回时存储于另一特定内存区域,并通过指针来引用。 esp 作为一个双精度实型变量被定义用于满足给定的精度要求。 ka 则是一个整型变量,在该算法中被赋值为 max(m, n)+1 的值以完成计算需求。

2.求实对称矩阵特征值和特征向量的雅可比过关法(1)功能采用雅可比(Jacobi)方法计算实对称矩阵的所有特征值及其对应的特征向量。(2)方法说明对于雅可比(Jacobi)方法的基本思想进行说明。(3)基本思想概述设n阶方阵A为一个对称矩阵。

在n阶对称矩阵A的所有非主对角线位置上选择具有最大绝对值的那个元素,并将其标记为apq

通过平面旋转变换矩阵R_0(p, q, \theta)施加于矩阵A上实施正交相似变换过程:该变换生成的结果矩阵A_1可表示为A_1 = R_0(p, q, \theta)^T A R_0(p, q, \theta)。其中所述旋转矩阵R_0(p, q, \theta)具有以下具体形式:主对角线上的元素r_{pp}r_{qq}均等于\cos\theta;非主对角线上的r_{pq}r_{qp}均等于\sin\theta;其余位置上的元素均为零值。

当按照下述公式设定角度θ时,在中国矿产资源评价新技术与评价新模型应用下,对称矩阵A经过上述变换后,在主对角线上各元素除外均会经历数值变化:即非主元位置上的元素除外均会经历数值变化:即非主元位置上的元素除外均会经历数值变化:即非主元位置上的元素除外均会经历数值变化:即非主元位置上的元素除外均会经历数值变化:即非主元位置上的元素除外均会经历数值变化:

由此可见,在每一次进行一次变换时(或每一次执行一次变换操作时),其非对角线元素平方和都会朝着零的方向接近一步(或逐步趋近于零)。也就是说,在不断地重复这一过程之后,则可使得该矩阵最终变成一个标准型(或成为主轴型)的方阵(即一个可逆实方阵)。

在该对角矩阵内位于主对角线上的元素λ₀、λ₁,…、λ_{n−₁}构成了特征值;而在每一步中进行平面旋转操作后所得的结果矩阵中其第i列(其中i=0、1,…、n−₁)对应于与之相关的特征向量。

综上所述,在雅可比方法下求解n阶对称矩阵A及其对应特征向量的具体步骤如下:第一步,请取S为n阶单位矩阵;第二步,请从矩阵A中挑选出所有非主对角线元素中绝对值最大的那个元素,并将其标记为apq;第三步,请判断该元素的绝对值|apq|是否小于给定的小量ε,在此前提下若满足条件则终止整个迭代过程。

在当前情况下,在主对角线上的元素a_{ii}(其中i=0,1,…,n-1)即为主对角线元素a_{ii}对应的特征值λ_i。矩阵S的第i列对应于特征值λ_i的特征向量。如果上述条件不满足,则执行下一步骤;4)计算平面旋转矩阵的各项及其变换后的矩阵A₁中的相应元素。

其计算公式如下中国矿产资源评价新技术与评价新模型5)S=S·R(p,q,θ),转(2)。

为了选择非对角线元素中绝对值最大的那个元素,采用如下步骤:首先计算实对称矩阵A中所有非对角线元素的平方和,并取其平方根作为基准阈值υ1;接着设定阈值υ1为υ0除以矩阵阶数n;然后依次按行遍历非对角线元素,选择第一个满足绝对值不小于υ1的αpq进行平面旋转变换;持续该过程直至所有非对角线元素的绝对值均小于该阈值为止。

将关口设定为\upsilon_2 = \upsilon_1 / n之后,并不中断这一过程的操作。类似地, 这一过程会持续作用于每一个后续的关口值, 直到某个满足条件的\upsilon_k小于\epsilon为止。(3) 调用说明: void cjcbj(doublea, int n, doublev, double eps);

形参说明:a:指向双精度实数数组的指针,并且其大小为n \times n(此处n表示矩阵A的阶数),用于存储输入所需的n \times n阶实对称矩阵A。计算完成后返回时会发现这些结果被保存在a中的对角线元素中。此外,在这里给出参数\upsilon:这是一个指向长度为n \times n的空间(此处\upsilon是一个二维数组),并被用来存储所有计算得到的结果向量。特别地,在结果输出中\upsilon中的第i列对应于输入参数a中第i+1(即\alpha_{ii})所对应的特征向量。最后给出参数esp:这是一个用于表示误差容限的关键数值参数

设定为精确度要求。
第3项(a)功能使用全面采用主元的高斯-约当消去法计算n阶实数方阵A的逆阵。
其中A为n阶实数方阵

(2)方法说明高斯-约当法(全选主元)求逆的具体步骤如下:第一步是对于变量k从0依次递增到n-1执行以下操作。第二步是在子矩阵中选择绝对值最大的元素,并记录该元素所在的位置后将其调换至当前主对角线位置完成全选主元的操作。第三步是对矩阵中除主对角线以外的所有元素实施归一化处理以实现单位矩阵的形式第四步是对非对角线区域的所有元素执行消元操作以消除其他变量的影响最后根据全选主元过程中所记录的行列交换信息进行逆变换恢复过程应在完成所有操作后按照记录的信息逐步调换已改变过的行列以恢复原始矩阵的状态

图8-4展示了东昆仑—柴北缘地区基于HOPFIELD模型的铜矿分类结果。该函数通过返回指定类型的整数值来标识特定的状态或条件,并采用以下参数进行操作:输入数组double*a以及整数n表示数组元素数量。

若程序运行后得到的结果指示码等于零,则矩阵A不可逆的同时系统会输出相应的错误提示信息"err**notinv";当结果指示码非零时则表示运算已经顺利完成并不存在任何计算异常情况。形式参数说明:变量a用于指向一个双精度实数数组的内存地址,并且该数组的空间大小正好是n乘以n。

存储原始矩阵A;在返回时,计算并存储其逆矩阵A^{-1};其中n表示一个整型变量,代表该矩阵的阶数。六、实例分析:柴北缘—东昆仑地区铜矿分类预测。

根据研究需求,在地质调查中选择了八个指标进行分析研究。具体包括:确定地质异常特征(重砂异常存在标志)、水文-岩石指示参数(水化异常存在标志)、化学-物理特征的峰值(化探异常峰值)、区域复杂度指标(地质图熵值)、特定岩石类型分布特征(Ms存在标志)、次生作用强烈性参数(Gs存在标志)、区域边缘距离(Shdadlie到区的距离)以及构造单元间界线密度(构造线线密度)。在此基础上构建了原始变量系统,并基于原始数据集构建了预测模型框架。

HOPFIELD模型配置:训练模式的数量为8,在预测阶段使用了774个样本;共有8个配置参数被优化,在迭代过程中进行了330轮次的优化计算。实验结果分为44个类别(如图8-4所示),具体分类结果可参考附录中的表格8-5(部分)。

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