torch rbf神经网络

时间: 2023-09-18 14:09:48 浏览: 150
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Python实现的径向基(RBF)神经网络示例

RBF神经网络是一种基于径向基函数的神经网络模型。在使用PyTorch实RBF神经网络时,可以按照以下步骤进行: 1. 导入所需的库和模块: ```python import torch import torch.nn as nn import torch.optim as optim ``` 2. 定义RBF神经网络模型: ```python class RBFNet(nn.Module): def __init__(self, input_dim, hidden_dim, output_dim): super(RBFNet, self).__init__() self.hidden_dim = hidden_dim self.fc1 = nn.Linear(input_dim, hidden_dim) self.fc2 = nn.Linear(hidden_dim, output_dim) self.rbf = nn.RBF(hidden_dim, output_dim) def forward(self, x): x = torch.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) x = self.rbf(x) return x ``` 在这个例子中,`input_dim`是输入维度,`hidden_dim`是隐藏层维度,`output_dim`是输出维度。`nn.Linear`是全连接层,`nn.RBF`是径向基函数层。 3. 定义训练函数: ```python def train(model, train_loader, criterion, optimizer, epochs): model.train() for epoch in range(epochs): running_loss = 0.0 for inputs, labels in train_loader: optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() print(f"Epoch {epoch+1}: Loss = {running_loss / len(train_loader):.4f}") ``` 在这个例子中,`train_loader`是用来加载训练数据的数据加载器,`criterion`是损失函数,`optimizer`是优化器,`epochs`是训练轮数。 4. 准备数据并进行模型训练: ```python # 准备数据 input_dim = 2 hidden_dim = 10 output_dim = 1 train_data = ... train_loader = torch.utils.data.DataLoader(train_data, batch_size=32, shuffle=True) # 创建模型 model = RBFNet(input_dim, hidden_dim, output_dim) # 定义损失函数和优化器 criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) # 进行模型训练 epochs = 100 train(model, train_loader, criterion, optimizer, epochs) ``` 这里的`train_data`是训练数据集,可以通过`torch.utils.data.Dataset`来创建。 这就是使用PyTorch实现RBF神经网络的基本步骤。当然,具体的实现细节还需要根据你的任务和数据进行调整。
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import numpy as np import torch import torch.nn as nn import torch.nn.functional as F import matplotlib.pyplot as plt # 定义RBF神经网络的类 class RBFNetwork(nn.Module): def __init__(self, input_size, hidden_size, output_size): super(RBFNetwork, self).__init__() # 初始化输入层,隐含层,输出层的节点数 self.input_size = input_size self.hidden_size = hidden_size self.output_size = output_size # 初始化权重矩阵和偏置向量 self.W1 = nn.Parameter(torch.randn(input_size, hidden_size)) # 输入层到隐含层的权重矩阵 self.b1 = nn.Parameter(torch.randn(hidden_size)) # 隐含层的偏置向量 self.W2 = nn.Parameter(torch.randn(hidden_size, output_size)) # 隐含层到输出层的权重矩阵 self.b2 = nn.Parameter(torch.randn(output_size)) # 输出层的偏置向量 def forward(self,x): # 前向传播过程 x = torch.from_numpy(x).float() # 将输入向量转换为张量 x = x.view(-1, self.input_size) # 调整输入向量的形状,使其与权重矩阵相匹配 h = torch.exp(-torch.cdist(x, self.W1.t()) + self.b1) # 计算隐含层的输出值,使用高斯径向基函数作为激活函数 y = F.linear(h, self.W2.t(), self.b2) # 计算输出层的输出值,使用线性函数作为激活函数 return y #定义pid控制器 class Pid(): def __init__(self, exp_val, kp, ki, kd): self.KP = kp self.KI = ki self.KD = kd self.exp_val = exp_val self.now_val = 0 self.sum_err = 0 self.now_err = 0 self.last_err = 0 def cmd_pid(self): self.last_err = self.now_err self.now_err = self.exp_val - self.now_val self.sum_err += self.now_err self.now_val = self.KP * (self.exp_val - self.now_val) \ + self.KI * self.sum_err + self.KD * (self.now_err - self.last_err) return self.now_val def err_pid(self): self.last_err = self.now_err self.now_err = self.exp_val - self.now_val self.sum_err += self.now_err self.p_err = self.exp_val - self.now_val self.i_err = self.sum_err self.d_err = self.now_err - self.last_err self.now_val = self.KP * (self.exp_val - self.now_val) \ + self.KI * self.sum_err + self.KD * (self.now_err - self.last_err) return self.p_err, self.i_err, self.d_err rbf_net = RBFNetwork(3,10,4) pid_val = [] #对pid进行初始化,目标值是1000 ,p=0.1 ,i=0.15, d=0.1 A_Pid = Pid(1000, 0.1, 0.1, 0.1) # 然后循环100次把数存进数组中去 for i in range(0, 100): input_vector = np.array(A_Pid.err_pid()) output_vector = rbf_net(input_vector) output_vector = output_vector.reshape(4,1) A_Pid = Pid(1000, output_vector[0], output_vector[1], output_vector[2]) pid_val.append(A_Pid.cmd_pid())

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