西南大学2016年12月 1085 智能控制.doc

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 类别： 网教 专业：电气工程及其自动化 2016 年12月 课程名称【编号】： 智能控制 【1085】 A卷 大作业 满分：100 分 一、试分析有导师学习和无导师学习算法的不同之处，并分别举例说明。（20分） 答：目前神经网络的学习算法有多种，按有无导师分类，可分为有导师学习（Supervised Learning）、无导师学习（Unsupervised Learning）和再励学习（Reinforcement Learning）等几大类。 在有导师的学习方式中，网络的输出和期望的输出（即导师信号）进行比较，然后根据两者之间的差异调整网络的权值，最终使差异变小。 在无导师的学习方式中，输入模式进入网络后，网络按照一预先设定的规则（如竞争规则）自动调整权值，使网络最终具有模式分类等功能。再励学习是介于上述两者之间的一种学习方式。 图 有导师指导的神经网络学习 图 无导师指导的神经网络学习 最基本的神经网络学习算法： 1、Hebb学习规则 Hebb学习规则是一种联想式学习算法。生物学家D.O.Hebbian基于对生物学和心理学的研究，认为两个神经元同时处于激发状态时，它们之间的连接强度将得到加强，这一论述的数学描述被称为Hebb学习规则，即 其中，为连接从神经元 到神经元 的当前权值， 和 为神经元的激活水平。 Hebb学习规则是一种无导师的学习方法，它只根据神经元连接间的激活水平改变权值，因此，这种方法又称为相关学习或并联学习。 2、 Delta（δ）学习规则 假设误差准则函数为： 其中，代表期望的输出（导师信号），为网络的实际输出， 为网络所有权值组成的向量，即 为输入模式： 其中训练样本数为。 神经网络学习的目的是通过调整权值W，使误差准则函数最小。权值的调整采用梯度下降法来实现，其基本思想是沿着E的负梯度方向不断修正W值，直到E达到最小。数学表达式为： 二、遗传算法有哪些基本运行参数，其值一般设为多少？（20分） 基本遗传算法的运行参数 有下述4个运行参数需要提前设定： 三、专家系统与专家控制有何区别？（20分） 答：专家控制引入了专家系统的思想，但与专家系统存在区别： （1）专家系统能完成专门领域的功能，辅助用户决策；专家控制能进行独立的、实时的自动决策。专家控制比专家系统对可靠性和抗干扰性有着更高的要求。 （2）专家系统处于离线工作方式，而专家控制要求在线获取反馈信息，即要求在线工作方式。 四、请举例说明有哪些典型的神经网路？（20分） 答：（1）单神经元网络 单神经元模型 图1中为神经元的内部状态，为阈值，为输入信号， ， 为表示从单元 到单元 的连接权系数，为外部输入信号 图1 单神经元模型 单神经元模型可描述为： 通常情况下，取 即 （2）BP神经网络 1986年，Rumelhart等提出了误差反向传播神经网络，简称BP网络（Back Propagation），该网络是一种单向传播的多层前向网络。 误差反向传播的BP算法简称BP算法，其基本思想是梯度下降法。它采用梯度有哪些信誉好的足球投注网站技术，以期使网络的实际输出值与期望输出值的误差均方值为最小。 BP网络特点 （1）是一种多层网络，包括输入层、隐含层和输出层； （2）层与层之间采用全互连方式，同一层神经元之间不连接； （3）权值通过δ学习算法进行调节； （4）神经元激发函数为S函数； （5）学习算法由正向传播和反向传播组成； （6）层与层的连接是单向的，信息的传播是双向的。 BP网络结构 （3）BP网络逼近仿真实例 仿真实例 使用BP网络逼近对象 采样时间取1ms，输入信号为 ，神经网络采用2—6—1结构，权值W1，W2的初始值取[-1,+1]之间的随机值，取。BP网路逼近程序如下： %BP identification clear all; close all; xite=0.50; alfa=0.05; w2=rands(6,1); w2_1=w2;w2_2=w2_1; w1=rands(2,6); w1_1=w1;w1_2=w1; dw1=0*w1; x=[0,0]; 输入 u_1=0; y_1=0; I=[0,0,0,0,0,0]; 定义隐层的6个节点的输入 Iout=[0,0,0,0,0,0]; 定义隐层的6各节点的输出 FI=[0,0,0,0,0,0