对于一个三神经元DHNN网络,若X“=(011)T,X = (100)T为两个期望的吸引子,权值和闽值在[-1,1]区间内取值:(1) 用联立方程法求解一组权值和闯值的参数: (2) 分析所有初态在该参数下的演变情况,画出演变图(3) 分析该方法可能存在的问题,如何进一步避免?
时间: 2023-07-14 17:13:35 浏览: 46
1. 联立方程法求解权值和阈值参数:
设该三神经元DHNN网络的权值矩阵为W,阈值向量为b,则有:
W = [w11 w12 w13; w21 w22 w23; w31 w32 w33]
b = [b1 b2 b3]
对于期望的吸引子X1和X2,有:
W(X1 - b) = X1
W(X2 - b) = X2
代入X1=(011)T和X2=(100)T,得到以下方程组:
- w12 + w21 - w22 + w31 = 0
- w13 + w31 - w33 = 0
- w23 - w32 = 0
- w11 + w21 + w31 - b1 = 0
- w22 + w32 + w33 - b2 = 0
- w13 + w23 + w33 - b3 = 1
解得:
w11 = w22 = w33 = 0
w12 = w23 = 1/2
w13 = -1/2
w21 = -1/2
w31 = 1/2
w32 = -1/2
b1 = 1/2
b2 = 1/2
b3 = -1/2
因此,该三神经元DHNN网络的权值矩阵为:
W = [0 1/2 -1/2; -1/2 0 -1/2; 1/2 -1/2 0]
阈值向量为:
b = [1/2 1/2 -1/2]
2. 初态演变情况及演变图:
将所有可能的三位二进制向量作为网络的初始状态,计算其在该参数下的演变情况,得到以下演变图:
(000) -> (011) -> (011) -> ...
(001) -> (011) -> (011) -> ...
(010) -> (100) -> (100) -> ...
(011) -> (011) -> (011) -> ...
(100) -> (100) -> (100) -> ...
(101) -> (100) -> (100) -> ...
(110) -> (011) -> (011) -> ...
(111) -> (011) -> (011) -> ...
从演变图中可以看出,所有初始状态都会收敛到吸引子X1或X2,但其中有些状态会在两个吸引子之间震荡,比如(000)、(001)、(101)和(111)。这是由于吸引子X1和X2之间存在一个不稳定的平衡点(1/2,1/2,-1/2),而这些状态的演变轨迹会围绕着该平衡点震荡。
3. 可能存在的问题及避免方法:
在联立方程法求解权值和阈值参数时,需要保证方程组有唯一解,也就是吸引子的线性稳定性条件满足。如果线性稳定性条件不满足,就可能会出现震荡现象。
为了避免这种情况,可以采用非线性稳定性条件,比如Lyapunov稳定性条件。此外,也可以通过调整权值和阈值的取值范围,使得吸引子的线性稳定性条件满足。
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