tmp/ipykernel_1056/502992382.py in cost_derivative(self, output_activations, y) 72 73 def cost_derivative(self,output_activations, y): ---> 74 return (output_activations-y) 75 76 def evaluate(self, test_data): ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (784,1) (10,1)

时间: 2024-04-28 12:21:37 浏览: 92
这个错误表明你的 `output_activations` 和 `y` 的形状不兼容,因此无法进行减法运算。具体来说,`output_activations` 的形状为 (784,1),而 `y` 的形状为 (10,1)。这意味着你正在尝试从一个形状为 (784,1) 的数组中减去一个形状为 (10,1) 的数组,这是不允许的。 要解决这个问题,你需要确保 `output_activations` 和 `y` 具有相同的形状。你应该检查一下你的代码,看看是哪里导致了这个问题。可能需要在某个地方添加一些代码来调整维度或形状。
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解释以下代码每一句作用: def get_pid(self, error, scaler): tnow = millis() dt = tnow - self._last_t output = 0 if self._last_t == 0 or dt > 1000: dt = 0 self.reset_I() self._last_t = tnow delta_time = float(dt) / float(1000) output += error * self._kp if abs(self._kd) > 0 and dt > 0: if isnan(self._last_derivative): derivative = 0 self._last_derivative = 0 else: derivative = (error - self._last_error) / delta_time derivative = self._last_derivative + \ ((delta_time / (self._RC + delta_time)) * \ (derivative - self._last_derivative)) self._last_error = error self._last_derivative = derivative output += self._kd * derivative output *= scaler if abs(self._ki) > 0 and dt > 0: self._integrator += (error * self._ki) * scaler * delta_time if self._integrator < -self._imax: self._integrator = -self._imax elif self._integrator > self._imax: self._integrator = self._imax output += self._integrator return output

这段代码是一个PID控制器的实现。下面是每一句代码的作用解释: 1. `tnow = millis()`:获取当前时间。 2. `dt = tnow - self._last_t`:计算当前时间与上一次记录时间的差值,即时间间隔。 3. `output = 0`:初始化输出值。 4. `if self._last_t == 0 or dt > 1000:`:如果是第一次运行或者时间间隔超过1秒,则将时间间隔设置为0,并重置积分项。 5. `self._last_t = tnow`:更新上一次记录时间为当前时间。 6. `delta_time = float(dt) / float(1000)`:计算时间间隔的小数形式,单位为秒。 7. `output += error * self._kp`:将比例项乘以误差值并加到输出中。 8. `if abs(self._kd) > 0 and dt > 0:`:如果存在合法的微分系数且时间间隔大于0,则执行以下操作。 9. `if isnan(self._last_derivative):`:如果上一次微分项为NaN(非数字),则将其设置为0。 10. `derivative = (error - self._last_error) / delta_time`:计算当前微分项的值。 11. `derivative = self._last_derivative + ((delta_time / (self._RC + delta_time)) * (derivative - self._last_derivative))`:根据一阶惯性滤波器的公式更新微分项。 12. `self._last_error = error`:更新上一次误差值为当前误差值。 13. `self._last_derivative = derivative`:更新上一次微分项为当前微分项。 14. `output += self._kd * derivative`:将微分项乘以微分系数并加到输出中。 15. `output *= scaler`:将输出值乘以缩放因子。 16. `if abs(self._ki) > 0 and dt > 0:`:如果存在合法的积分系数且时间间隔大于0,则执行以下操作。 17. `self._integrator += (error * self._ki) * scaler * delta_time`:根据积分项的公式更新积分项。 18. `if self._integrator < -self._imax: self._integrator = -self._imax elif self._integrator > self._imax: self._integrator = self._imax`:对积分项进行限幅。 19. `output += self._integrator`:将积分项加到输出中。 20. `return output`:返回最终的输出值。

帮我解释以下代码 PID: _kp = _ki = _kd = _integrator = _imax = 0 _last_error = _last_derivative = _last_t = 0 _RC = 1/(2 * pi * 20) def init(self, p=0, i=0, d=0, imax=0): self._kp = float(p) self._ki = float(i) self._kd = float(d) self._imax = abs(imax) self._last_derivative = float('nan') def get_pid(self, 错误,缩放器): tnow = millis() dt = tnow - self._last_t 输出 = 0 如果 self._last_t == 0 或 dt > 1000: dt = 0 self.reset_I() self._last_t = tnow delta_time = float(dt) / float(1000) 输出 += error * self._kp 如果 abs(self._kd) > 0 和 dt > 0: 如果 isnan(self._last_derivative): 导数 = 0 self._last_derivative = 0 否则: 导数 =(误差 - self._last_error) / delta_time导数 = self._last_derivative + \ ((delta_time / (self._RC + delta_time)) * \ (导数 - self._last_derivative)) self._last_error = 误差 self._last_derivative = 导数输出 += self._kd * 导数输出 *= 缩放器 如果 abs(self._ki) > 0 且 DT > 0: self._integrator += (误差 * self._ki) * 缩放器 * delta_time 如果self._integrator < -self._imax: self._integrator = -self._imax ELIF self._integrator > self._imax: self._integrator = self._imax 输出 += self._integrator 返回输出 def reset_I(自身): self._integrator = 0 self._last_derivative = float('nan')

这段代码实现了一个PID控制器,其中的变量含义如下: - _kp, _ki, _kd:分别是比例、积分、微分系数,用于调整PID控制器的响应特性; - _integrator:积分器,用于积累误差,并作为积分项的输出; - _imax:积分项输出的限幅值,防止积分器饱和; - _last_error:记录上一次的误差,用于计算微分项; - _last_derivative:记录上一次的误差变化率,用于计算微分项; - _last_t:记录上一次调用PID控制器的时间,用于计算时间间隔; - _RC:低通滤波器的时间常数,用于平滑微分项的输出。 该控制器的初始化函数 init() 设置了比例、积分、微分系数以及积分项输出的限幅值,其中积分项的输出限幅值取绝对值后作为最大值,可以避免积分项过大导致控制器不稳定。 PID控制器的主要函数是 get_pid(),它接收一个误差值和一个缩放因子,返回一个控制输出。该函数首先计算时间间隔 dt,如果时间间隔过大则重置积分器,然后根据比例、积分、微分系数计算出控制输出。其中,微分项使用了一阶低通滤波器平滑输出,以避免噪声对控制器的影响。 最后,reset_I()函数用于重置积分器和微分项,以便在重新开始控制时避免积分器过度积累误差。
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import numpy as np class BPNeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size self.weights1 = np.random.randn(self.input_size, self.hidden_size) self.bias1 = np.zeros((1, self.hidden_size)) self.weights2 = np.random.randn(self.hidden_size, self.output_size) self.bias2 = np.zeros((1, self.output_size)) def forward(self, X): self.hidden_layer = np.dot(X, self.weights1) + self.bias1 self.activated_hidden_layer = self.sigmoid(self.hidden_layer) self.output_layer = np.dot(self.activated_hidden_layer, self.weights2) + self.bias2 self.activated_output_layer = self.sigmoid(self.output_layer) return self.activated_output_layer def sigmoid(self, s): return 1 / (1 + np.exp(-s)) def sigmoid_derivative(self, s): return s * (1 - s) def backward(self, X, y, o, learning_rate): self.error = y - o self.delta_output = self.error * self.sigmoid_derivative(o) self.error_hidden = self.delta_output.dot(self.weights2.T) self.delta_hidden = self.error_hidden * self.sigmoid_derivative(self.activated_hidden_layer) self.weights1 += X.T.dot(self.delta_hidden) * learning_rate self.bias1 += np.sum(self.delta_hidden, axis=0, keepdims=True) * learning_rate self.weights2 += self.activated_hidden_layer.T.dot(self.delta_output) * learning_rate self.bias2 += np.sum(self.delta_output, axis=0, keepdims=True) * learning_rate def train(self, X, y, learning_rate, epochs): for epoch in range(epochs): output = self.forward(X) self.backward(X, y, output, learning_rate) def predict(self, X): return self.forward(X) X = np.array([[0, 0, 1], [0, 1, 1], [1, 0, 1], [1, 1, 1]]) y = np.array([[0], [1], [1], [0]]) nn = BPNeuralNetwork(3, 4, 1) nn.train(X, y, 0.1, 10000) new_data = np.array([[0, 0, 0], [0, 1, 0], [1, 0, 0], [1, 1, 0]]) print(nn.predict(new_data))

import numpy as np class BPNeuralNetwork: def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重和偏置 self.weights_ih = np.random.randn(hidden_size, input_size) self.bias_ih = np.random.randn(hidden_size, 1) self.weights_ho = np.random.randn(output_size, hidden_size) self.bias_ho = np.random.randn(output_size, 1) # 定义激活函数 self.activation = lambda x: 1 / (1 + np.exp(-x)) self.derivative = lambda x: x * (1 - x) def forward(self, inputs): # 计算隐藏层的输出 hidden = self.activation(np.dot(self.weights_ih, inputs) + self.bias_ih) # 计算输出层的输出 output = self.activation(np.dot(self.weights_ho, hidden) + self.bias_ho) return output def backward(self, inputs, targets, output): # 计算输出层的误差 output_error = targets - output output_delta = output_error * self.derivative(output) # 计算隐藏层的误差 hidden_error = np.dot(self.weights_ho.T, output_delta) hidden_delta = hidden_error * self.derivative(hidden) # 更新权重和偏置 self.weights_ho += np.dot(output_delta, hidden.T) self.bias_ho += output_delta self.weights_ih += np.dot(hidden_delta, inputs.T) self.bias_ih += hidden_delta def train(self, inputs, targets, epochs): for i in range(epochs): for j in range(len(inputs)): # 前向传播 output = self.forward(inputs[j].reshape(-1, 1)) # 反向传播 self.backward(inputs[j].reshape(-1, 1), targets[j].reshape(-1, 1), output)

import torch import torch.nn as nn import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from torch import autograd """ 用神经网络模拟微分方程,f(x)'=f(x),初始条件f(0) = 1 """ class Net(nn.Module): def __init__(self, NL, NN): # NL n个l(线性,全连接)隐藏层, NN 输入数据的维数, # NL是有多少层隐藏层 # NN是每层的神经元数量 super(Net, self).__init__() self.input_layer = nn.Linear(1, NN) self.hidden_layer = nn.Linear(NN,int(NN/2)) ## 原文这里用NN,我这里用的下采样,经过实验验证,“等采样”更优。更多情况有待我实验验证。 self.output_layer = nn.Linear(int(NN/2), 1) def forward(self, x): out = torch.tanh(self.input_layer(x)) out = torch.tanh(self.hidden_layer(out)) out_final = self.output_layer(out) return out_final net=Net(4,20) # 4层 20个 mse_cost_function = torch.nn.MSELoss(reduction='mean') # Mean squared error 均方误差求 optimizer = torch.optim.Adam(net.parameters(),lr=1e-4) # 优化器 def ode_01(x,net): y=net(x) y_x = autograd.grad(y, x,grad_outputs=torch.ones_like(net(x)),create_graph=True)[0] return y-y_x # y-y' = 0 # requires_grad=True).unsqueeze(-1) plt.ion() # 动态图 iterations=200000 for epoch in range(iterations): optimizer.zero_grad() # 梯度归0 ## 求边界条件的损失函数 x_0 = torch.zeros(2000, 1) y_0 = net(x_0) mse_i = mse_cost_function(y_0, torch.ones(2000, 1)) # f(0) - 1 = 0 ## 方程的损失函数 x_in = np.random.uniform(low=0.0, high=2.0, size=(2000, 1)) pt_x_in = autograd.Variable(torch.from_numpy(x_in).float(), requires_grad=True) # x 随机数 pt_y_colection=ode_01(pt_x_in,net) pt_all_zeros= autograd.Variable(torch.from_numpy(np.zeros((2000,1))).float(), requires_grad=False) mse_f=mse_cost_function(pt_y_colection, pt_all_zeros) # y-y' = 0 loss = mse_i + mse_f loss.backward() # 反向传播 optimizer.step() # 优化下一步。This is equivalent to : theta_new = theta_old - alpha * derivative of J w.r.t theta if epoch%1000==0: y = torch.exp(pt_x_in) # y 真实值 y_train0 = net(pt_x_in) # y 预测值 print(epoch, "Traning Loss:", loss.data) print(f'times {epoch} - loss: {loss.item()} - y_0: {y_0}') plt.cla() plt.scatter(pt_x_in.detach().numpy(), y.detach().numpy()) plt.scatter(pt_x_in.detach().numpy(), y_train0.detach().numpy(),c='red') plt.pause(0.1)

ValueError Traceback (most recent call last) Cell In[52], line 69 67 f = interp1d(B2[0, :], B2[1, :], kind='quadratic') 68 a8 = f(i2) ---> 69 a9 = f(a20) 70 derivative = (a9 - a8) / a7 71 if derivative - a9 > 10e-6: File ~\AppData\Roaming\Python\Python39\site-packages\scipy\interpolate\_polyint.py:80, in _Interpolator1D.__call__(self, x) 59 """ 60 Evaluate the interpolant 61 (...) 77 78 """ 79 x, x_shape = self._prepare_x(x) ---> 80 y = self._evaluate(x) 81 return self._finish_y(y, x_shape) File ~\AppData\Roaming\Python\Python39\site-packages\scipy\interpolate\_interpolate.py:752, in interp1d._evaluate(self, x_new) 750 y_new = self._call(self, x_new) 751 if not self._extrapolate: --> 752 below_bounds, above_bounds = self._check_bounds(x_new) 753 if len(y_new) > 0: 754 # Note fill_value must be broadcast up to the proper size 755 # and flattened to work here 756 y_new[below_bounds] = self._fill_value_below File ~\AppData\Roaming\Python\Python39\site-packages\scipy\interpolate\_interpolate.py:786, in interp1d._check_bounds(self, x_new) 784 if self.bounds_error and above_bounds.any(): 785 above_bounds_value = x_new[np.argmax(above_bounds)] --> 786 raise ValueError("A value ({}) in x_new is above " 787 "the interpolation range's maximum value ({})." 788 .format(above_bounds_value, self.x[-1])) 790 # !! Should we emit a warning if some values are out of bounds? 791 # !! matlab does not. 792 return below_bounds, above_bounds ValueError: A value (0.21347609900000009) in x_new is above the interpolation range's maximum value (0.213476099).该怎么修改,代码怎么写

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