掌握Keras实现RBF聚类源码的深度解析

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0 下载量 168 浏览量 更新于2024-11-05 收藏 5KB ZIP 举报
资源摘要信息:"rbf_keras-master_RBF_聚类_源码.zip文件包含了使用Keras框架实现径向基函数(Radial Basis Function, RBF)神经网络进行聚类的示例代码。RBF网络是一种用于模式识别、时间序列分析和函数逼近的神经网络。它由输入层、隐藏层和输出层组成,其中隐藏层通常采用RBF作为激活函数。RBF聚类是通过将数据点映射到RBF函数上形成隐含层表示,然后根据这些表示来进行聚类分析。 RBF聚类的核心思想是将样本点映射到一个高维空间中,通常是一个多变量的高斯函数,其核心是计算样本点到某些中心点的距离,并将此距离作为输入特征进行分类。在聚类算法中,每个类别的中心点可以被看作是一个RBF的中心,而宽度则决定了聚类的范围。 Keras是一个开源的神经网络库,由Python编写,能够在TensorFlow, CNTK或Theano之上运行。Keras设计的目标是实现快速实验,能够轻松快速地将想法转化为结果。它支持卷积神经网络和循环神经网络,并可以在CPU和GPU上运行。 在本资源中,开发者可以找到使用Keras实现RBF聚类的完整源码。该代码可能会包含如下部分: - 数据预处理:包括数据加载、归一化等操作。 - 模型定义:构建RBF层以及后续的分类层。 - 训练模型:设置训练过程中的参数,如损失函数、优化器等,并进行模型训练。 - 聚类结果评估:对训练后的模型进行测试,并评估聚类效果。 - 可视化:可能会包含将聚类结果在二维或三维空间中可视化的代码。 RBF聚类特别适合于处理非线性可分的数据集,它能够处理比k-means聚类更复杂的数据结构。通过Keras实现的RBF聚类代码为研究人员和工程师提供了一个强大的工具,可以在实际的数据集上进行测试和应用。 此资源对于希望深入学习和应用深度学习中RBF网络和聚类技术的研究人员来说,是非常有价值的。使用Keras框架的好处在于它的易用性和灵活性,允许开发者快速构建、实验和部署深度学习模型。通过本资源的学习,开发者能够更好地理解RBF聚类的工作原理,并能够将该技术应用于机器学习和数据科学项目中。"

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())

2023-06-06 上传