基于神經網絡融合的傳感器溫度誤差補償

2.2RBF神經網絡原理
RBF網絡是一種典型的局部逼近神經網絡,它不像全局逼近神經網絡那樣,對每個輸入輸出數據對、每一個權值均需要調整,而是調整對輸出有影響的少量幾個權值,從而使局部逼近網絡在逼近能力和學習速度方面有明顯的優勢[5]。
該RBF網絡結構為8-20-1形式。輸入層8個節點只是傳遞輸入信號到隱層,隱層20個單元通過徑向基函數實現變換后輸出到輸出層。輸出層節點只是簡單的線性函數。最常用的徑向基函數是高斯核函數(Gaussian kernel function),如式(1)所示。
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其中,uj是j個隱層節點的輸出,X=(x1,x2,…,xn)T是輸入樣本,Tj是高斯函數的中心值,σj是標準化常數,即徑向基寬度,M是隱層節點數。節點的輸出范圍在0和1之間,且輸入樣本越靠近節點的中心,輸出值越大。
網絡的輸出yi為隱層節點輸出uj的線性組合,如式(2)所示。

2.3訓練方法
由式(1)可知,該網絡要學習的參數有3類:RBF的中心、寬度和連接權重。可以分別訓練,也可同時進行。在隱節點數確定的情況下,采用遺傳算法同時訓練中心Tj、寬度σj以及隱層與輸出層的連接權重Wij。
遺傳算法是模擬生物進化過程的計算模型。它對包含可能解的群體反復使用選擇、交叉和變異操作,不斷生成新的群體,使種群不斷進化。當輸入節點較多時,該算法比傳統BP算法的全局最優性更佳,速度更快[6]。算法的適應度函數見式(3)。
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其中,N為樣本數量,M為隱層節點數,b為待定系數(一般取較大的值,以保證適應度大于零),d為期望的輸出,y為網絡的實際輸出。 ![]()
擇概率S(j)見式(4)。其中,fj表示個體j的適應度。S為群體規模。
文中采用單點交叉,將兩個基因串對應交叉位的值相結合生成新的基因串。
重復選擇交叉和變異操作,直到網絡達到精度要求。













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