高效学习RBF神经网络算法源代码解析

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0 下载量 91 浏览量 更新于2024-10-10 收藏 2KB RAR 举报
资源摘要信息: "本压缩包文件集包含了基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)的神经网络学习算法的程序源代码。径向基函数网络是一种常用的前馈神经网络,它通过在输入空间的局部区域产生响应,使得网络能够对数据进行有效的非线性映射和分类。RBF网络通常由输入层、隐藏层和输出层组成,其中隐藏层的神经元采用径向基函数作为激活函数,例如高斯函数、多二次函数或逆多二次函数等。输出层则采用线性激活函数。 RBF网络的学习算法可以分为两大类:无监督学习和有监督学习。无监督学习主要涉及聚类过程,而有监督学习则涉及到网络权重的调整。高效的RBF网络学习算法能够快速地训练模型,以便在实际应用中达到较高的学习速率和较好的泛化能力。 在本资源包中,用户可以获得RBF网络学习算法的详细实现代码,从而深入理解其内部工作原理和实际应用方法。代码可能包括以下几个方面: 1. 数据预处理:对输入数据进行必要的清洗、归一化或特征选择。 2. 网络初始化:设置RBF网络的初始参数,如中心点位置、宽度参数等。 3. 隐藏层参数学习:通过聚类算法确定隐层中心点,以及通过优化算法调整宽度参数。 4. 输出层权重学习:利用线性回归或最小二乘法等方法计算输出层权重。 5. 网络训练:使用训练数据对网络进行训练,并通过迭代过程不断优化网络性能。 6. 性能评估:对训练完成的网络模型进行测试,评价其泛化能力和分类/回归性能。 此外,用户可以根据需要对源代码进行修改和扩展,以适应不同的应用场景和需求。例如,可以调整径向基函数的类型、数量,或者修改学习算法以增强网络的鲁棒性和适应性。 通过学习和应用本资源包中的RBF网络学习算法代码,研究者和开发者可以加深对径向基函数网络的理解,掌握其在机器学习和数据分析中的应用技巧,并将这一技术应用于模式识别、函数逼近、时间序列预测等多个领域。"

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