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电气工程与自动化学院 系统建模与仿真 主 讲 人 : 江 灏 人工神经网络 1 人工神经网络概述 2 人工神经网络基本原理 3 BP神经网络基本原理 4 BP神经网络应用实例 人工神经网络 1 人工神经网络概述 2 人工神经网络基本原理 3 BP神经网络基本原理 4 BP神经网络应用实例 BP神经网络基本原理 3 3.1 什么是BP神经网络 单层感知机:模型中的激活函数多采用符号函数,因此输出值为二值量, 主要用于简单模式分类。 多层感知机 :模型通过感知器的组合以及采用S型激活函数 ,可输出值 为0-1之间的连续值,可实现输入到输出的任意非线性映射。 定理 :只要隐藏层神经元的个数充分多,且神经元激活函数为非 线性函数的多层神经网络可逼近任何函数。 BP神经网络=多层感知机+误差反向传播(Back Propagation )学习(训练)算法 即模型训练或者说连接权重的调整采用反向传播(Back Propagation)学习算法 BP神经网络基本原理 3 3.2 误差反向传播学习算法 p学习的过程: 神经网络在外界输入样本的刺激下不断改变网络的连接权值,以使 网络的输出不断地接近期望的输出。 p学习的本质: 对各连接权值的动态调整 p学习规则(算法): 权值调整规则,即在学习过程中网络中各神经元的连接权变化所 依据的一定的调整规则。 BP神经网络基本原理 3 3.2 误差反向传播学习算法 pBP学习算法类型: 监督学习——已知样本数据及其期望值( 标签值) pBP学习算法核心思想: 将输出误差以某种形式通过隐藏层向输入层逐层反传,将误差分摊给各 层的所有神经元,修正各神经元权值 p学习过程: 信号正向传播à误差反向传播 BP神经网络基本原理 3 3.2 误差反向传播学习算法 p BP学习算法步骤: 1. 正向传播: 输入样本---输入层---各隐层---输出层 2. 判断是否转入反向传播阶段: 若输出层的实际输出与期望的输出不符 3. 误差反传 误差以某种形式在各层表示----修正各层单元的权值 4. 终止条件 网络输出的误差减少到可接受的程度进行到预先设定的学习次 数为止 BP神经网络基本原理 3 3.2 误差反向传播学习算法 n 网络结构(三层结构) 输入层有n个输入信号,隐含层有p个神经元, 输出层有q个神经元 输入层 隐含层 输出层 期望输出 - - - BP神经网络基本原理 3 3.2 误差反向传播学习算法 输入层 隐含层 输出层 期望输出 -
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