神经网络五个基本学习算法
BP神经网络详解-最好的版本课件(1)
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BP神经网络学习算法的MATLAB实现
➢%以每三个月的销售量经归一化处理后作为输入
P=[0.5152
0.8173 1.0000 ;
0.8173
计算误差函数对输出层的各神经元的偏导
数
。 o ( k )
p
e e yio w ho y io w ho
(
yio(k) h who
whohoh(k)bo)
who
hoh(k)
e
yio
(12oq1(do(k)yoo(k)))2 yio
(do(k)yoo(k))yoo(k)
(do(k)yoo(k))f(yio(k)) o(k)
1.0000 0.7308;
1.0000
0.7308 0.1390;
0.7308
0.1390 0.1087;
0.1390
0.1087 0.3520;
0.1087
0.3520 0.0000;]';
➢%以第四个月的销售量归一化处理后作为目标向量
T=[0.7308 0.1390 0.1087 0.3520 0.0000 0.3761];
BP神经网络模型
三层BP网络
输入层 x1
x2
隐含层
输出层
-
y1
z1
1
T1
y2
z2
-
2
深度学习的基本原理与算法
深度学习的基本原理与算法深度学习是一种机器学习的方法。
它是通过建立多层神经网络对数据进行处理和分类。
深度学习具有极强的自适应性和自学习能力，可以处理大规模的数据。
目前，深度学习的应用范围已经涵盖了很多行业，例如语音识别、图像识别、自然语言处理等。
一、基本原理深度学习的基本原理是模仿人脑神经元的工作方式，通过不断的反馈和调整来不断优化神经网络。
深度学习的神经网络的基本结构是由多个层次的神经元组成的。
第一层神经元接受输入数据，后续各层神经元则通过上一层的输出来进行计算。
通过多层的神经元，深度学习可以将输入数据不断地进行特征提取和分类，从而得出准确的结果。
二、基本算法2.1 前馈神经网络算法前馈神经网络是深度学习最基础的模型之一，也是最基本的神经网络模型。
前馈神经网络是指数据传递的方向只能向前，无法向后传递。
这种模型通过多层神经元进行特征提取和分类，每个神经元都有一个激活函数，激活函数的输出作为下一层神经元的输入。
前馈神经网络模型的训练通常使用反向传播算法进行改进。
2.2 卷积神经网络算法卷积神经网络是一种专门用于图像识别的深度学习模型。
它是通过卷积核对图像进行卷积操作来提取图像的特征。
卷积操作可以提取出图像的空间信息，通过不断的池化操作可以将图像的尺寸逐渐缩小，然后送入全连接层进行最终的分类。
卷积神经网络的前向传播过程是独立的，可以通过并行计算来提高效率。
同时，卷积神经网络还可以通过预训练和微调来提高模型的准确率。
2.3 循环神经网络算法循环神经网络是用于处理序列数据的深度学习模型。
它通过对先前数据的处理结果进行反馈，从而使模型具有记忆能力，可以对序列数据进行逐步推理和预测。
循环神经网络模型的训练通常使用反向传播算法进行改进。
在处理长序列时，循环神经网络的梯度消失问题会导致训练不稳定，因此需要使用门控循环单元（GRU）和长短时记忆网络（LSTM）等改进算法来增强模型的记忆能力和稳定性。
三、深度学习的应用深度学习目前已经广泛应用于各个领域。
深度学习技术的基础原理与算法
深度学习技术的基础原理与算法深度学习是一种基于人工神经网络的机器学习算法，其目的是实现对大量复杂数据的自动分析和学习。
深度学习技术已经广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、语音识别、推荐系统和游戏智能等领域。
一、神经网络的结构神经网络是深度学习的核心基础，其结构主要包括输入层、隐藏层和输出层三部分。
其中输入层用于接收数据输入，隐藏层用于进行数据加工和特征提取，输出层用于输出结果。
隐藏层中的每个神经元都有一定的权重，其大小决定了每个神经元对输入的敏感度。
神经元的工作方式是将所有输入的数据进行加权合并，然后通过激活函数进行输出。
已经有很多种神经网络结构被提出，比如反向传播神经网络、卷积神经网络和循环神经网络等。
这些神经网络结构的不同之处在于其连接方式和思想。
二、反向传播算法反向传播算法是深度学习中常用的训练神经网络的方法。
该算法从输出层反向逐层修改神经网络中的权重，以达到不断优化神经网络输出结果的目的。
反向传播算法的核心思想是梯度下降。
具体而言，它通过反向传播误差来更新神经网络的权重和偏置值。
在反向传播过程中，误差越大的神经元会被给予更多的调整权重，以提高对输出结果的贡献。
但是，反向传播算法可以容易陷入局部最小值，并且对于非凸优化问题（即目标函数的参数集合不是单峰值函数）可能存在其他极小值。
三、卷积神经网络卷积神经网络是用于处理图像、音频和视频等大型数据的基本深度学习算法之一。
该算法直接对原始像素数据进行训练和分类，而无需人工设计特征。
卷积神经网络的核心思想是卷积和池化操作。
卷积操作利用滤波器（过滤器）在图像或语音等数据上滑动，从而获得不同的特征。
而池化操作则将每个卷积核取出的数据进行降维处理，以减少参数数量和计算复杂度。
卷积神经网络的应用范围非常广泛。
最常见的是图像分类和目标检测，也包括生成对抗网络（GAN）、语音识别、自然语言处理等方面。
四、循环神经网络循环神经网络是深度学习中一种具有记忆功能的神经网络算法。
深度学习基础知识
深度学习基础知识深度学习(Depth Learning)是机器学习的一个重要分支，旨在模仿人类大脑的工作方式，通过神经网络的构建和训练实现智能化的数据分析与决策。
在深度学习的背后，有一些基础知识需要我们掌握，才能更好地理解和应用深度学习技术。
一、神经网络的基本结构神经网络是深度学习的核心，它由多个神经元组成，每个神经元都有激活函数，能接收来自其他神经元的输入，并产生输出。
神经网络通常包括输入层、隐藏层和输出层，其中隐藏层可以有多个。
输入层接受外部数据输入，隐藏层负责对数据进行特征提取和转换，输出层产生最终的结果。
二、梯度下降算法梯度下降算法是深度学习中最基础且最常用的优化算法，用于调整神经网络中各个神经元之间的连接权重，以最小化损失函数。
在训练过程中，通过计算损失函数对权重的偏导数，不断地更新权重值，使得损失函数逐渐减小，模型的性能逐渐提升。
三、反向传播算法反向传播算法是神经网络中用于训练的关键算法，通过将误差从输出层倒推到隐藏层，逐层计算每个神经元的误差贡献，然后根据误差贡献来更新权重值。
反向传播算法的核心思想是链式法则，即将神经网络的输出误差按照权重逆向传播并进行计算。
四、卷积神经网络(CNN)卷积神经网络是一种主要用于图像处理和识别的深度学习模型。
它通过共享权重和局部感受野的方式，有效地提取图像中的特征。
卷积神经网络通常包括卷积层、池化层和全连接层。
其中卷积层用于提取图像中的局部特征，池化层用于降低特征的维度，全连接层用于输出最终的分类结果。
五、循环神经网络(RNN)循环神经网络是一种主要用于序列数据处理的深度学习模型。
它通过引入时间维度，并在每个时间步上传递隐藏状态，实现对序列数据的建模。
循环神经网络可以解决序列数据中的时序依赖问题，适用于音频识别、语言模型等任务。
六、生成对抗网络(GAN)生成对抗网络是一种通过让生成器和判别器相互博弈的方式，实现模型训练和生成样本的深度学习模型。
生成器负责生成与真实样本相似的假样本，判别器负责对真假样本进行分类。
神经网络算法及应用
神经网络算法及应用人工智能的发展已经成为了未来科技的重要趋势，而神经网络算法则是人工智能的重要组成部分之一。
在众多的人工智能算法中，神经网络算法以其优秀的性能和应用范围受到了广泛的关注。
本文将重点讨论神经网络算法的基本原理、应用领域以及发展前景。
一、神经网络算法的基本原理神经网络是一种由许多简单的处理单元按一定方式连接而成的网络结构。
简单的处理单元一般称为神经元或节点，节点之间的连接称为边。
神经网络的基本原理是，通过网络中的训练和学习，不断改变节点之间的连接权值，使得网络能够准确地完成某种具体的任务。
神经网络算法的工作过程可以分为两个阶段。
第一阶段是训练阶段，也称为学习阶段。
在这个阶段中，网络通过反复地输入训练数据，不断调整节点之间的连接权值，使得网络的输出结果能够与训练数据的标准结果尽可能接近。
第二阶段是应用阶段。
在这个阶段中，网络已经完成了训练，并具有了一定的泛化能力，能够准确地处理未知数据。
除此之外，神经网络算法还有一些衍生的变体，包括卷积神经网络、循环神经网络、深度神经网络等。
这些变体的特点是在神经网络基本结构上进行了进一步优化和改进，能够更好地处理图像、序列等一些特殊类型的数据。
二、神经网络算法的应用领域神经网络算法已经被广泛地应用于各个领域。
以下介绍几个主要的应用领域：1. 图像识别神经网络算法在图像识别领域取得了巨大的成功。
通过构建适当的卷积神经网络结构，可以实现对图像中各种物体或特定信息的自动识别。
这种技术已经被广泛应用于人脸识别、车牌识别、图像搜索等方面。
2. 自然语言处理自然语言处理是人工智能领域的重要分支之一。
神经网络算法在自然语言处理中可以用于语音识别、文本分类、机器翻译等。
相比传统的语言处理算法，神经网络算法可以更好地处理语音、文本等非结构化数据，具有更好的应用效果。
3. 金融风控神经网络算法在金融风控领域的应用越来越广泛。
通过对客户的信用历史、交易行为等信息进行分析，可以建立一个可靠的风险评估模型，能够有效地预测客户未来的信用风险，避免不良贷款产生。
《智能控制基础》题集
《智能控制基础》题集第一大题：选择题（每题2分，共20分）1.智能控制理论是在哪个世纪开始发展的？A. 18世纪B. 19世纪C. 20世纪D. 21世纪2.下列哪项不属于智能控制的主要特点？A. 自适应性B. 鲁棒性C. 精确性D. 学习功能3.模糊控制系统的核心是什么？A. 模糊规则库B. 模糊推理机C. 模糊化接口D. 反模糊化接口4.神经网络在智能控制中的主要作用是？A. 数据存储B. 模式识别C. 系统建模D. 逻辑判断5.遗传算法是一种什么类型的算法？A. 搜索算法B. 排序算法C. 加密算法D. 压缩算法6.专家系统主要由哪几部分组成？A. 知识库、推理机、用户界面B. 数据库、模型库、方法库C. 规则库、事实库、解释器D. 学习库、知识库、优化器7.下列哪项是智能控制系统中常用的传感器？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光电传感器D. 所有以上都是8.在自适应控制中，什么是自适应律的主要作用？A. 调整控制器参数B. 保持系统稳定C. 减小系统误差D. 提高系统响应速度9.下列哪项不是智能控制应用的主要领域？A. 机器人控制B. 工业过程控制C. 航空航天控制D. 文字处理10.智能控制系统的设计通常包括哪几个步骤？A. 问题定义、系统建模、控制器设计、实现与测试B. 需求分析、系统设计、编程实现、系统测试C. 系统分析、硬件选择、软件编程、系统集成D. 理论研究、实验验证、应用开发、市场推广第二大题：填空题（每空2分，共20分）1.智能控制的主要研究对象是具有__________________、__________________和不确定性的系统。
2.模糊控制器的设计主要包括__________________、__________________、模糊推理和反模糊化四个步骤。
3.神经网络的学习算法主要包括有教师学习、无教师学习和__________________三种类型。
什么是深度学习常见的深度学习算法有哪些
什么是深度学习常见的深度学习算法有哪些什么是深度学习，常见的深度学习算法有哪些深度学习是机器学习领域中的一个子领域，它模拟人类大脑神经网络的结构和功能，通过多层次的神经网络来学习和解决复杂的问题。
在过去的几十年间，深度学习已经取得了巨大的进展，并在各个领域中广泛应用。
1. 深度学习的基本原理深度学习依赖于人工神经网络（Artificial Neural Networks）。
神经网络由许多连接起来的神经元（neuron）组成，通过仿真大脑中不同神经元之间的连接，实现信息的传递和处理。
深度学习通过多层次的神经网络结构，可以实现对大量数据的学习和表征。
2. 常见的深度学习算法2.1 卷积神经网络（Convolutional Neural Networks，简称CNN）卷积神经网络是深度学习中最常见的算法之一，主要应用于计算机视觉领域。
它通过卷积层（Convolutional Layer）和池化层（Pooling Layer）来从图像中提取特征，然后通过全连接层（Fully Connected Layer）进行分类和识别。
2.2 递归神经网络（Recurrent Neural Networks，简称RNN）递归神经网络是用于处理序列数据的一种神经网络结构，特别适用于自然语言处理领域。
它通过引入“记忆”机制，可以传递先前信息到当前状态，从而更好地处理序列数据的长期依赖关系。
2.3 长短时记忆网络（Long Short-Term Memory，简称LSTM）长短时记忆网络是递归神经网络的一种特殊结构，在处理长序列数据时表现出色。
LSTM通过引入“门机制”来控制信息的流动，从而有效地解决了传统RNN在处理长序列时的梯度消失和爆炸问题。
2.4 生成对抗网络（Generative Adversarial Networks，简称GAN）生成对抗网络由生成器网络（Generator Network）和判别器网络（Discriminator Network）组成。
神经网络的学习方法
一、绪论1．1 人工神经元网络的基本概念和特征一、形象思维人的思维主要可概括为逻辑（含联想）和形象思维两种。
以规则为基础的知识系统可被认为是致力于模拟人的逻辑思维（左脑）人工神经元网络则可被认为是探索人的形象思维（右脑）二、人工神经元网络人工神经元网络是生理学上的真实人脑神经网络的结构和功能，以及若干基本特性的某种理论抽象，简化和模拟而构成的一种信息处理系统。
三、神经元是信息处理系统的最小单元。
大脑是由大量的神经细胞或神经元组成的。
每个神经元可以看作为一个小的处理单元，这些神经元按照某种方式互相连接起来，构成了大脑内部的生理神经元网络，他们中各神经元之间连接的强弱，按照外部的激励信号作自适应变化，而每个神经元又随着接收到的多个激励信号的综合大小呈现兴奋或抑制状态。
而大脑的学习过程是神经元之间连接强度随外部激励信息做自适应变化的过程，大脑处理信息的结果确由神经元的状态表现出来。
四、神经元基本结构和作用1。
组成：细胞体、树突、轴突和突触。
2。
树突：负责传入兴奋或抑制信息（多条），较短，分支多，信息的输入端3。
轴突：负责传出兴奋或抑制信息（一条），较长，信息的输出端4。
突触：一个神经元与另一个神经元相联系的特殊结构部位，包括：突触前、突触间隙、突触后三个部分。
突触前：是第一个神经元的轴突末梢部分突触后：是第二个神经元的受体表面突触前通过化学接触或电接触，将信息传往突触后受体表面，实现神经元的信息传输。
5。
神经元网络：树突和轴突一一对接，从而靠突触把众多的神经元连成一个神经元网络。
6。
神经网络对外界的反应兴奋：相对静止变为相对活动抑制：相对活动变为相对静止7。
传递形式神经元之间信息的传递有正负两种连接。
正连接：相互激发负连接：相互抑制8。
各神经元之间的连接强度和极性可以有不同，并且可进行调整。
五简化的神经元数学模型x1x2x3x4s ix1,x2,..,x n：输入信号u i:神经元内部状态θi：与值ωi：ui到 uj连接的权值s i：外部输入信号，可以控制神经元uif(·) :激发函数y i:输出Ơi：= Σw ij x j +s i - θiU i = g(Ơi)y i = h(u i) = f(g(Ơi)) = f(Σw ij x j +s i - θi)f = h x g六、显示出人脑的基本特征1。
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欧几里德距离。与最短距离相关的类别，
也就是向量
X
' N
被划分的类别。
３． Hebb 学习 我们定义 Hebb 突触为这样一个突 触，它使用一个依赖时间的、 高度局部的和强烈交互的机制来提高突触 效率为前突触和后突触活动间的相互关系 的一个函数。可以得出 Hebb 突触特征的 ４个重要机制：时间依赖机制；局部机制； 交互机制；关联或相关机制。 ４． 竞争学习
上。作用于突触权值 wkj 的改变量 wkj 定
义为
别数目。
Hebb 学习中如果在突触（连接）每一
wkj
(
x
j
wkj ), 0,
如果神经元k竞争成功 边的两个神经元同时（即同步）激活，那
么那个突触的强度被选择性增强；如果在
如果神经元k竞争失败
突触每一边的两个神经元被异步激活，那
么那个突触被选择性地减弱或消除。
五个基本的学习算法：误差—修正学 习；基于记忆的学习；Hebb 学习；竞争学 习和 Boltzmann 学习。误差修正学习植根 于最优滤波。基于记忆的学习通过明确的 记住训练数据来进行。Hebb 学习和竞争学 习都是受了神经生物学上的考虑的启发。 Boltzmann 学习是建立在统计学力学借来 的思想基础上。
wkj
(
kj
kj
)
，
yk 无关。神经网络可以通过竞争学习来进
行聚类。然而，开始时输入模式必须落入 充分分离的分组中。否则，网络可能不稳 定，因为它将不再以同样的输出神经元响 应给定的输入模式。 Boltzmann 学习中突触权值的改变实
jk
质上取决于前突触 x j 和后突触 yk 之间的
的突触权值。假定每个神经元被分配固定 量的突触权值，权值分布在它的节点之中； 也就是
wkj 1, 对于所有的k j
然后神经元通过将突触权值从它的不活跃 输入移向活跃输入来进行学习。如果神经 元对一个特定输入模式不响应，那么没有 学习发生在那个神经元上。如果一个特定 神经元赢得了竞争，这个神经元的每个输 入节点经一定的比例释放它的突触权值， 释放的权值然后平均分布到活跃输入节点
局部邻域被定义为测试向量 X test 的直接
邻域的训练实例，特别，向量
X
' N
X1,
X
2 , ,
X
N
被称作 X test 的最邻近，如果
min i
d(X
i
,
X
test
)
d
(
X
' N
,
X
test
)
这里， d ( X i , X test ) 是向量 X i 和 X test 的
获胜神经元 k 的输出信号 yk 被置
为１；竞争失败的所有神经元 输出信号被置为０。这样，我们有
1, yk 0,
如果vk v j 对于所有j, j k 否则
其中，诱导局部域 vk 表示结合所有达到神
经元 k 的前向和反馈输入的动作。
令 wkj 表示连接输入节点 j 到神经元 k
定义，其中 是学习率参数。
五种学习算法的区别： 误差－修正学习和 Boltzmann 学习是 有监督学习；而 Hebb 学习和竞争学习是 无监督学习。 在误差－修正学习中，作用于神经元 突触权值的调节量正比于本次学习中误差 信号的突触的输入的乘积，它实际上带有 局部性质，这仅仅是说由增量规则计算的
５． Boltzmann 学习
竞争学习中突触权值的改变取决于前
令
kj
表示网络在钳制条件下神经
突触 x j 和当前的突触权值，与后突触权值
元 j 和 k 的状态间的相关量。
令
kj
表示网络在其自由运作条件下神经
元 j 和 k 的状态间的相关量。作用于神经 元 j 到神经元 k 的突触权值的改变量由
１． 误差修正学习
神经元 k 的输出信号 yk (n) 表示，
d k (n) 表示的是期望响应或目标
输出比较。由此产生 ek (n) 表示的误差信
号，有
ek (n) dk (n) yk (n)
这一目标通过最小化代价函数或性能指标
(n) 来实现。定义如下
(n)
1 2
ek2 (n)
也就是说 (n) 是误差能量的瞬时值。这种
对神经元 k 的突触权值步步逼近的调节将 持续下去，直到系统达到稳定状态。这时， 学习过程停止。根据增量规则，在第 n 时
间步作用于突触权值的调节量 wkj (n) 定
义如下：
wkj (n) ek (n)x j (n)
２． 基于记忆的学习 在一个简单而有效的称作最近邻规则 的基于记忆的学习类型中，
突触调节局部于神经元 k 周围。同时，对
的选择对学习过程的准确及其它方面也有 深刻的影响。 基于记忆的学习中的最邻近规则，基
于两个假设；分类实例（ X i , di ）按照实
例（ X , d ）的联合概率分布是独立同分布
的；样本大小 N 是无限大的，它的分类错 误率同贝叶斯误差概率的关系为
P* P (2 C )P* C 1
其中 P* 为贝叶斯误差概率，C 是分类的类
相关量。并同时考虑在钳制条件和自由运
行条件下的相关量，且
kj
和
kj
的值数都
在-1 和+1 范围内。 对此题分别采用 MLP 网络拟合，RBF 网 络拟合。 1. MLP 网络拟合 % Example4_17BP % 用于曲线拟合的 BP 网络 clear all; % n 为隐藏的神经元个数 n=input('请输入隐藏的神经元个数 n='); t=[15 15 15 18 28 29 37 37 44 50 50 60 61 64 65 65 72 75 75 82 85 91 91 97 98 125 142 142 147 147 150 159 165 183 192 195 218 218 219 224 225 227 232 232 237 246 258 276 285 300 301 305 312 317 338 347 354 357 375 394 513 535 554 591 648 660 705 723 756 768 860]; y0=[21.66 22.75 22.3 31.25 44.79 40.55 50.25 46.88 52.03 63.47 61.13 81 73.09 79.09 79.51 65.31 71.9 86.1 94.6 92.5 105 101.7 102.9 110 104.3 134.9 130.68 140.58 155.3 152.2 144.5 142.15 139.81 153.22 145.72 161.1 174.18 173.03 173.54 178.86 177.68 173.73 159.98 161.29 187.07 176.13