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rbf神經網絡參數設定_基于梯度下降法的RBF神經網絡(04)

1.調節權值及高斯基函數的參數w,cj,b

采用RBF網絡對如下離散模型進行逼近:y(k)=u(k)^3+y(k-1)/[1+y(k-1)^2]。

(1) 數學分析:設q=y(k-1)/[1+y(k-1)^2],即q(x)=x/[1+x^2]:

q'=(1-x^2)/(1+x^2)2,令q'=0,得x=±1。

∴ 當x∈(-∞,-1)∪(1,+∞)時,y'<0,即單調遞減;當x∈(-1,1)時,y'>0,即單調遞增。

∴ (-∞,-1)與(1,+∞)是單調遞減區間,(-1,1)是單調遞減區間。

∴ x=-1是極小值點,x=1是極大值點。極小值為-0.5,極大值為0.5。分析,當x∈(-∞,-1)單調遞減,該區間極小值“-0.5”為最小值,并且該區間上的最大值從負向無限趨近于零;當x∈(-1,1)時,單調遞增,該區間極大值“0.5”為最大值;當x∈(1,+∞)時,單調遞減,該區間最小值從正向無限趨近于零。故:q(x)的取值範圍是[-0.5,0.5]。

(2) 程式仿真:

x 
           
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(a)

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(b)

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(c)

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(d)

(3) 參數設定:

網絡結構:2-5-1。

輸入變量:x(1)=u(t)=sin(t)取值為[-1,1],x(2)=y(t)離線測試範圍是[-1.5,1.5]。注意:t=k*T,T=0.001。

動量因子:0.05。

學習率:0.15。

網絡的初始權值:0-1之間的随機值。

考慮到網絡的第一個輸入範圍為[-1,1],第二個輸入範圍為[-1.5,1.5],取高斯基函數的中心參數取值為cj=[-1,-0.5,0,0.5,1;-1,-0.5,0,0.5,1]。

bj=3.0。

設仿真過程中,M=1時為隻調節權值w,取固定的cj和b。

設仿真過程中,M=2時為隻調節權值w和高斯基函數的cj和b。

%% RBF神經網絡參數辨識
           
rbf神經網絡參數設定_基于梯度下降法的RBF神經網絡(04)

當M=1時,僅對網絡權值進行調節的仿真結果

rbf神經網絡參數設定_基于梯度下降法的RBF神經網絡(04)

當M=1時,僅對網絡權值進行調節的仿真誤差

rbf神經網絡參數設定_基于梯度下降法的RBF神經網絡(04)

當M=2時,僅對網絡權值進行調節的仿真結果

rbf神經網絡參數設定_基于梯度下降法的RBF神經網絡(04)

當M=2時,僅對網絡權值進行調節的仿真誤差

由仿真結果可見,采用梯度下降法可以實作很好的逼近效果,其中高斯基函數的參數值cj和bj的取值很重要。

參考文獻:《RBF神經網絡自适應控制MATLAB仿真》_劉金琨