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bp神经网络的训练方法 BP神经网络能够做什么

时间:2024-04-30 13:00:43

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bp神经网络的训练方法 BP神经网络能够做什么

BP神经网络方法

人工神经网络是近几年来发展起来的新兴学科,它是一种大规模并行分布处理的非线性系统,适用解决难以用数学模型描述的系统,逼近任何非线性的特性,具有很强的自适应、自学习、联想记忆、高度容错和并行处理能力,使得神经网络理论的应用已经渗透到了各个领域。

近年来,人工神经网络在水质分析和评价中的应用越来越广泛,并取得良好效果。在这些应用中,纵观应用于模式识别的神经网络,BP网络是最有效、最活跃的方法之一。

BP网络是多层前向网络的权值学习采用误差逆传播学习的一种算法(ErrorBackPropagation,简称BP)。在具体应用该网络时分为网络训练及网络工作两个阶段。

在网络训练阶段,根据给定的训练模式,按照“模式的顺传播”→“误差逆传播”→“记忆训练”→“学习收敛”4个过程进行网络权值的训练。

在网络的工作阶段,根据训练好的网络权值及给定的输入向量,按照“模式顺传播”方式求得与输入向量相对应的输出向量的解答(阎平凡,2000)。

BP算法是一种比较成熟的有指导的训练方法,是一个单向传播的多层前馈网络。它包含输入层、隐含层、输出层,如图4-4所示。

图4-4地下水质量评价的BP神经网络模型图4-4给出了4层地下水水质评价的BP神经网络模型。同层节点之间不连接。

输入信号从输入层节点,依次传过各隐含层节点,然后传到输出层节点,如果在输出层得不到期望输出,则转入反向传播,将误差信号沿原来通路返回,通过学习来修改各层神经元的权值,使误差信号最小。

每一层节点的输出只影响下一层节点的输入。

每个节点都对应着一个作用函数(f)和阈值(a),BP网络的基本处理单元量为非线性输入-输出的关系,输入层节点阈值为0,且f(x)=x;而隐含层和输出层的作用函数为非线性的Sigmoid型(它是连续可微的)函数,其表达式为f(x)=1/(1+e-x)(4-55)设有L个学习样本(Xk,Ok)(k=1,2,…,l),其中Xk为输入,Ok为期望输出,Xk经网络传播后得到的实际输出为Yk,则Yk与要求的期望输出Ok之间的均方误差为区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究式中:M为输出层单元数;Yk,p为第k样本对第p特性分量的实际输出;Ok,p为第k样本对第p特性分量的期望输出。

样本的总误差为区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究由梯度下降法修改网络的权值,使得E取得最小值,学习样本对Wij的修正为区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究式中:η为学习速率,可取0到1间的数值。

所有学习样本对权值Wij的修正为区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究通常为增加学习过程的稳定性,用下式对Wij再进行修正:区域地下水功能可持续性评价理论与方法研究式中:β为充量常量;Wij(t)为BP网络第t次迭代循环训练后的连接权值;Wij(t-1)为BP网络第t-1次迭代循环训练后的连接权值。

在BP网络学习的过程中,先调整输出层与隐含层之间的连接权值,然后调整中间隐含层间的连接权值,最后调整隐含层与输入层之间的连接权值。实现BP网络训练学习程序流程,如图4-5所示(倪深海等,2000)。

图4-5BP神经网络模型程序框图若将水质评价中的评价标准作为样本输入,评价级别作为网络输出,BP网络通过不断学习,归纳出评价标准与评价级别间复杂的内在对应关系,即可进行水质综合评价。

BP网络对地下水质量综合评价,其评价方法不需要过多的数理统计知识,也不需要对水质量监测数据进行复杂的预处理,操作简便易行,评价结果切合实际。

由于人工神经网络方法具有高度民主的非线性函数映射功能,使得地下水水质评价结果较准确(袁曾任,1999)。

BP网络可以任意逼近任何连续函数,但是它主要存在如下缺点:①从数学上看,它可归结为一非线性的梯度优化问题,因此不可避免地存在局部极小问题;②学习算法的收敛速度慢,通常需要上千次或更多。

神经网络具有学习、联想和容错功能,是地下水水质评价工作方法的改进,如何在现行的神经网络中进一步吸取模糊和灰色理论的某些优点,建立更适合水质评价的神经网络模型,使该模型既具有方法的先进性又具有现实的可行性,将是我们今后研究和探讨的问题。

怎么使用已经训练好的BP神经网络

BP(BackPropagation)神经网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一AI爱发猫

BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用梯度下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。

BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hiddenlayer)和输出层(outputlayer)。

自学bp神经网络要有什么基础??

简介:BP(BackPropagation)网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。

BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。

BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hidelayer)和输出层(outputlayer)摘要:BP神经网络算法是在BP神经网络现有算法的基础上提出的,是通过任意选定一组权值,将给定的目标输出直接作为线性方程的代数和来建立线性方程组,解得待求权,不存在传统方法的局部极小及收敛速度慢的问题,且更易理解。

关键词:固定权值;gauss消元法;BP算法人工神经网络(artificialneuralnetworks,ANN)系统是20世纪40年代后出现的,它是由众多的神经元可调的连接权值连接而成,具有大规模并行处理、分布式信息存储、良好的自组织自学习能力等特点,在信息处理、模式识别、智能控制及系统建模等领域得到越来越广泛的应用。

尤其误差反向传播算法(ErrorBack-propagationTraining,简称BP网络)可以逼近任意连续函数,具有很强的非线性映射能力,而且网络的中间层数、各层的处理单元数及网络的学习系数等参数可根据具体情况设定,灵活性很大,所以它在许多应用领域中起到重要作用。

近年来,为了解决BP神经网络收敛速度慢、不能保证收敛到全局最小点,网络的中间层及它的单元数选取无理论指导及网络学习和记忆的不稳定性等缺陷,提出了许多改进算法。

1传统的BP算法简述BP算法是一种有监督式的学习算法,其主要思想是:输入学习样本,使用反向传播算法对网络的权值和偏差进行反复的调整训练,使输出的向量与期望向量尽可能地接近,当网络输出层的误差平方和小于指定的误差时训练完成,保存网络的权值和偏差。

具体步骤如下:(1)初始化,随机给定各连接权[w],[v]及阀值θi,rt。

(2)由给定的输入输出模式对计算隐层、输出层各单元输出bj=f(■wijai-θj)ct=f(■vjtbj-rt)式中:bj为隐层第j个神经元实际输出;ct为输出层第t个神经元的实际输出;wij为输入层至隐层的连接权;vjt为隐层至输出层的连接权。

dtk=(ytk-ct)ct(1-ct)ejk=[■dtvjt]bj(1-bj)式中:dtk为输出层的校正误差;ejk为隐层的校正误差。

(3)计算新的连接权及阀值,计算公式如下:vjt(n+1)=vjt(n)+琢dtkbjwij(n+1)=wij(n)+茁ejkaikrt(n+1)=rt(n)+琢dtkθj(n+1)=θj(n)+茁ejk式中:琢,茁为学习系数(0<琢<1,0<茁<1)。

(4)选取下一个输入模式对返回第2步反复训练直到网络设输出误差达到要求结束训练。

传统的BP算法,实质上是把一组样本输入/输出问题转化为一个非线性优化问题,并通过负梯度下降算法,利用迭代运算求解权值问题的一种学习方法,但其收敛速度慢且容易陷入局部极小,为此提出了一种新的算法,即高斯消元法。

如何应用bp神经网络进行训练 20

MATLAB BP神经网络训练 30

你的程序训练完毕后根本就没达到目标误差,就是说训练效果不好,不能进行预测,只有训练结果好了才能预测仿真,你再改一下隐含层神经元数或者训练和传递函数试试吧~另外输入层的值可以归一化也可以不归一化,归一化后在仿真之前要反归一化。

菜鸟求教,BP神经网络在训练时,我的输入P不止一组那该怎么训练呀。 15

bp神经网络训练速度慢怎么调整

BP(BackPropagation)网络是1986年由Rumelhart和McCelland为首的科学家小组提出,是一种按误差逆传播算法训练的多层前馈网络,是目前应用最广泛的神经网络模型之一。

BP网络能学习和存贮大量的输入-输出模式映射关系,而无需事前揭示描述这种映射关系的数学方程。它的学习规则是使用最速下降法,通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值,使网络的误差平方和最小。

BP神经网络模型拓扑结构包括输入层(input)、隐层(hidelayer)和输出层(outputlayer)。人工神经网络就是模拟人思维的第二种方式。

这是一个非线性动力学系统,其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。虽然单个神经元的结构极其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其丰富多彩的。

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