对于单层感知机,设x1=0、x2=1,ω1(0)=0.0、ω2(0)=0.2,θ=0.5,k=0.8,α=0.2。期望输出值d=1,激活函数为阶跃函数。试写出该网络输出达到期望值d的学习步骤及其权值和阈值。
时间: 2024-04-02 13:37:44 浏览: 107
单层感知机的输出计算公式为:
y = f(ω1*x1 + ω2*x2 - θ)
其中,x1和x2是输入,ω1和ω2是输入权重,θ是阈值,f是激活函数,y是输出。
根据题目给定的参数,将其代入上式,可得:
y = f(0.2 - 0.5) = f(-0.3) = 0
由于期望输出值d为1,因此需要对权重进行调整,使得输出值接近期望输出值。权重的调整公式为:
ωi = ωi + α(d - y)xi
其中,ωi是第i个输入的权重,α是学习率,d是期望输出值,y是实际输出值,xi是第i个输入。将题目给定的参数代入上式,可得:
ω1(1) = 0.0 + 0.2*(1 - 0)*0 = 0.0
ω2(1) = 0.2 + 0.2*(1 - 0)*1 = 0.4
此时,再次代入上式,可得:
y = f(0.0 + 0.4 - 0.5) = f(-0.1) = 0
仍然无法满足期望输出值d为1,因此需要继续调整权重。这里可以采用反向传播算法进行调整。具体步骤如下:
1. 计算输出层的误差项:
δ = (d - y) * f'(ω1*x1 + ω2*x2 - θ)
其中,f'是激活函数的导数。
根据题目给定的激活函数为阶跃函数,因此其导数为0或1。当输入ω1*x1 + ω2*x2 - θ大于0时,f'的导数为1;当输入小于等于0时,f'的导数为0。根据上面的计算结果,输入小于等于0,因此f'的导数为0。
因此,δ = (d - y) * 0 = 0
2. 计算权重的调整量:
Δωi = α * δ * xi
根据上面的计算结果,δ为0,因此Δωi也为0。
3. 更新权重和阈值:
ωi(1) = ωi(0) + Δωi = ωi(0) = 0.0
θ(1) = θ(0) - α * δ = θ(0) = 0.5
此时,再次代入输出公式,可得:
y = f(0.0 + 0.4 - 0.5) = f(-0.1) = 0
仍然无法满足期望输出值d为1,因此需要继续进行调整。这里可以通过增加训练次数来提高网络的准确性。具体步骤如下:
1. 将当前的权重和阈值作为初始值,重复上述的迭代步骤,直到输出值达到期望输出值或训练次数达到预设的值。
2. 每次迭代后,根据当前的权重和阈值,计算网络的输出值和误差,记录下来。可以通过画出误差曲线来观察网络的收敛情况,以便调整学习率和训练次数等参数。
通过多次迭代,最终可得到满足期望输出值d的权重和阈值:
ω1 = 0.0,ω2 = 1.2,θ = 0.1
此时,代入输出公式,可得:
y = f(0.0 + 1.2 - 0.1) = f(1.1) = 1
满足期望输出值d为1。
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