stm32单片机实现BP神经网络控制的代码

时间: 2024-03-29 12:15:35 浏览: 24
下面是一个简单的基于 STM32 单片机的 BP 神经网络控制代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include "stm32f10x.h" #define INPUT_NODES 2 #define HIDDEN_NODES 3 #define OUTPUT_NODES 1 #define LEARNING_RATE 0.5 #define EPOCHS 50000 float inputs[INPUT_NODES]; float hiddenWeights[INPUT_NODES][HIDDEN_NODES]; float hiddenBiases[HIDDEN_NODES]; float hiddenOutputs[HIDDEN_NODES]; float outputWeights[HIDDEN_NODES][OUTPUT_NODES]; float outputBiases[OUTPUT_NODES]; float outputOutputs[OUTPUT_NODES]; float targets[OUTPUT_NODES]; void initialize() { // 初始化输入层和隐藏层的权重和偏置 for (int i = 0; i < INPUT_NODES; i++) { for (int j = 0; j < HIDDEN_NODES; j++) { hiddenWeights[i][j] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; } } for (int i = 0; i < HIDDEN_NODES; i++) { hiddenBiases[i] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; } // 初始化隐藏层和输出层的权重和偏置 for (int i = 0; i < HIDDEN_NODES; i++) { for (int j = 0; j < OUTPUT_NODES; j++) { outputWeights[i][j] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; } } for (int i = 0; i < OUTPUT_NODES; i++) { outputBiases[i] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; } } float sigmoid(float x) { return 1.0 / (1.0 + expf(-x)); } float sigmoidDerivative(float x) { return sigmoid(x) * (1.0 - sigmoid(x)); } void feedforward() { // 计算隐藏层的输出 for (int i = 0; i < HIDDEN_NODES; i++) { float sum = 0; for (int j = 0; j < INPUT_NODES; j++) { sum += inputs[j] * hiddenWeights[j][i]; } sum += hiddenBiases[i]; hiddenOutputs[i] = sigmoid(sum); } // 计算输出层的输出 for (int i = 0; i < OUTPUT_NODES; i++) { float sum = 0; for (int j = 0; j < HIDDEN_NODES; j++) { sum += hiddenOutputs[j] * outputWeights[j][i]; } sum += outputBiases[i]; outputOutputs[i] = sigmoid(sum); } } void backpropagate() { // 计算输出层的误差 for (int i = 0; i < OUTPUT_NODES; i++) { float error = targets[i] - outputOutputs[i]; float derivative = sigmoidDerivative(outputOutputs[i]); float delta = error * derivative; // 更新输出层权重和偏置 for (int j = 0; j < HIDDEN_NODES; j++) { float hiddenOutput = hiddenOutputs[j]; outputWeights[j][i] += hiddenOutput * delta * LEARNING_RATE; } outputBiases[i] += delta * LEARNING_RATE; } // 计算隐藏层的误差 for (int i = 0; i < HIDDEN_NODES; i++) { float error = 0; for (int j = 0; j < OUTPUT_NODES; j++) { float delta = targets[j] - outputOutputs[j]; float derivative = sigmoidDerivative(outputOutputs[j]); error += delta * derivative * outputWeights[i][j]; } float derivative = sigmoidDerivative(hiddenOutputs[i]); float delta = error * derivative; // 更新隐藏层权重和偏置 for (int j = 0; j < INPUT_NODES; j++) { float input = inputs[j]; hiddenWeights[j][i] += input * delta * LEARNING_RATE; } hiddenBiases[i] += delta * LEARNING_RATE; } } void train() { for (int epoch = 0; epoch < EPOCHS; epoch++) { // 生成随机输入 inputs[0] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; inputs[1] = (float)rand() / RAND_MAX * 2 - 1; // 计算目标输出 float x = inputs[0]; float y = inputs[1]; targets[0] = sinf(x) * cosf(y); // 前向传递和反向传播 feedforward(); backpropagate(); } } int main(void) { // 初始化 initialize(); // 训练 train(); // 测试 inputs[0] = 0.5; inputs[1] = -0.5; feedforward(); printf("Output: %f\n", outputOutputs[0]); while (1) { } } ``` 该代码实现了一个简单的 BP 神经网络,其中包含 2 个输入节点、3 个隐藏节点和 1 个输出节点,用于学习在给定输入值的情况下预测目标输出。在训练过程中,随机生成输入和目标输出,并使用反向传播算法更新神经网络的权重和偏置。在训练完成后,可以使用训练好的神经网络进行预测。

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