3—
—閥值。當活化度超過規定的閥值時,’(輸出一個與活化度相對應的信號,否則 ’(不輸出。 ’(的輸出被通到下一層的 ’(的輸入路徑上,再重復這三步的流程。
神經網絡是由許多排列在層中的互相聯系的 ’(4組成的。在圖 5—67示出的網絡中有三層:輸入、隱藏和輸出。外部數據通過輸入層提供給網絡,網絡對輸人數據的響應在神經網絡的輸出層中給出。當數據通過它到達輸出層時,隱藏層修改并提煉數據。
在神經網絡的訓練中,有兩個主要階段:學習和回憶。在學習階段,’(互聯上的重量被修改,以響應神經網絡的外部輸入。網絡回憶是指網絡如何處理給出的輸入和產生輸出。神經網絡訓練有三種方式:檢測、分類和非檢測訓練。在檢測訓練中,為網絡提供一種輸入模式以及被期望的輸出。學習規則算法隨后計算出一個誤差,即期望輸出值與實際輸出值之差。采用該誤差來修改網絡互聯上的重量。一般采用三角學習規則,這是一種自適應傾斜下降的算法,其計算中,互聯重量沿一個方向修改,以減少實際的和期望的 ’(輸出值的誤差。
互聯重量的改變可由下式決定:
(/[ 8, 4] 9:; •[ 84]•.[ 84] &<•(/[= %+]8,
式中,[4]8 ———4層中 ’(8處誤差的數值;
.[4]—
—4層中的 ’(的消當前輸出;
8
(/[= %+]8, —
—從第 4 %+層的互聯連接點 ’(,到第 4層的 ’(8的重量變化;互聯重量用學習速率或學習系數 9:;來更新,同時還有動量夕,動量用于幫助消除重量變化。通常,采用的學習速率和動量分別為 -> ?和 -> 5。
神經網絡應用后向分布技術來訓練。后向分布假定所有的 ’(和互聯對誤差負有均等的責任,并通過分布從輸出層向后由所有的連接和 ’(到達輸入層的誤差來進行調節。雙曲正切傳輸的誤差分布方程如下:
[ 84] (+>-&.[ 84])•(+>-%.[ 84])•([ @8 = &+]/[ @8= &+])
@
式中,[4]—
—第 4層中 ’(8中誤差的測量值;
8
•+7A6•
["]—
—第 "層中 %的當前輸出;
&[’ ()]—
—第 " ()層中 *的誤差測量值;
*%
+[ ’ ()]———第 "層中連接 %到第 " ()層中的 *的重量。
*%
采用 ,&-./01/.&軟件建立、訓練和測試神經網絡。在輸入層和輸出層處理單元的數量取決于輸入、輸出參數的多少。例如,初期研究中輸入層 2個 ,部件溫度、推力、耗油率各一個;輸出層有 3個 ,各部件效率上有一個。在進一步研究中,輸入層有 4個 ,給定時間 5,高、低壓軸轉速和前、后傳感器的振動值,輸出層有兩個 ,后一時間點(6( (5)時的前、后振動值。隱藏層的數目和一個隱藏層內出現單元數取決于反復試驗和摸索。兩階段研究中均采用一個帶有 67個處理單元的隱藏層。
68結果和分析
())模擬發動機數據
發動機工作狀態按高壓轉速為 9837 :98;<范圍;發動機質量流量為 248 ;*= > ’;壓氣機壓比范圍為 )989 :)689;燃燒室總壓恢復系數為 9827 :)89;擴壓器總壓力損失范圍為 98 ?7 :)89;渦輪出口燃氣溫度為 )997 : )6;<@。部件效率為:擴壓器為 98 ;7—98 ?6;壓氣機為 98;3 :98?6;燃燒室為 98;? :98?3;渦輪為 98;< :98?6;噴管為 98;; :98?;;機械傳動軸為 98?3 :)89。為了確保神經網絡學習,自由地改變這些數據。數據出現 79999次在神經網絡上,每一次均經過訓練。在 )<<AB0&個人計算機上訓練過程需 ;9’。
(6)影響因素
學習規則的影響。用四種規則:擴展的 ( C棒 C (( &5—DED);(;正規累積 ((FG.H—I-H C J&05/);和( C棒 C (,進行神經網絡訓練,根據對壓氣機效率預測的影響得出:(和 &5 C DED學習規則在 67次預測中完成較好。
"傳遞函數的影響。用效率最高的學習規則((和 &5 C DED)來檢查傳遞函數對神經網絡的影響。被檢查的傳遞函數有雙曲正切( 5/FK)、反曲、正弦、數字神經網絡結構( D,L ,M)和線性函數。用一個傳遞函數和兩個學習規則來訓練神經網絡。使用 &5—DED學習規則時,傳遞函數對機械效率的預測表明,正弦和雙曲正切傳遞函數可提高機械效率的預測。使用(學習規則時,用反正切和正弦函數提供最好的機械效率預測。(學習規則比 &5 C DED學習規則有更好的預測性。其他部件效率的預測檢查得出的結論是反曲正切方程更好。
處理單元數量的影響。輸入層和輸出層處理單元的數量取決于輸入、輸出參數的多少。調節隱藏層處理單元的數量可以優選神經網絡的預測。使用雙曲正切傳遞函數和厶學習規則,隱藏層分別有 )9、67和 79個處理單元的神經網絡進行了訓練。處理單元數量對燃燒室效率預測結果表明,單元數影響很小。因此可選用 67個處理單元。
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