注意力改进的动态自组织模块化神经网络结构设计及应用

1

作者 张昭昭 潘浩然 朱应钦 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期163-171,共9页

针对混沌时间序列的复杂性和非线性特点,提出了一种专注于此类挑战的新型神经网络模型,即注意力改进的动态自组织模块化神经网络模型(ADAMNN)。该模型基于分而治之的思想,通过注意力机制计算不同子网络与输入数据的相似度,并利用层次聚... 针对混沌时间序列的复杂性和非线性特点,提出了一种专注于此类挑战的新型神经网络模型,即注意力改进的动态自组织模块化神经网络模型(ADAMNN)。该模型基于分而治之的思想,通过注意力机制计算不同子网络与输入数据的相似度,并利用层次聚类自适应地划分子网络。随后,采用基于层次聚类的动态生长机制,对子网络簇进行增减,最后通过激活的子网络簇对输入样本进行在线学习;同时,结合传统的集成输出方法,提出了一种基于注意力机制的子网络加权集成输出方法。最终分别在Mackey-Glass时间序列、M-G快时变时间序列、非线性系统辨识、煤矿开采过程中在瓦斯浓度数据集上进行了实验,ADAMNN展现出了实时更新子网络中心、动态构建子网络簇的能力,而且与基于欧几里得空间的动态自适应模块化神经网络相比,预测准确度提高了约40%。 展开更多

关键词 模块化神经网络 自组织神经网络 混沌时间序列 注意力机制 层次聚类

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基于优化神经网络和DGA的变压器故障诊断 被引量：21

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作者 苗长新 申坤 +1 位作者 钟世华 柳狄 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期163-168,共6页

人工神经网络技术已经在变压器的状态诊断得到应用,为了克服故障分析中BP神经网络存在的不足,提出了一种自适应混沌粒子群优化神经网络在变压器故障诊断的新方法。该算法通过进化速度因子和聚集因子调整惯性权重,并改进学习因子,引入混... 人工神经网络技术已经在变压器的状态诊断得到应用,为了克服故障分析中BP神经网络存在的不足,提出了一种自适应混沌粒子群优化神经网络在变压器故障诊断的新方法。该算法通过进化速度因子和聚集因子调整惯性权重,并改进学习因子,引入混沌系统,构成混沌粒子群算法优化神经网络参数,有效地克服常规BP算法训练收敛速度慢、易陷入局部极小值等缺点。最后基于DGA对变压器故障实例分析仿真,对比常规变压器诊断方法结果表明,该算法能够提高诊断效率以及故障模式识别的准确性。 展开更多

关键词 高压变压器 混沌粒子群算法 BP神经网络 自适应机制 故障诊断

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耦合动态方程的神经网络模型在水质预测中的应用 被引量：10

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作者 周彦辰 胡铁松 +2 位作者 陈进 许继军 周研来 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2017年第9期1-5,共5页

水质变化趋势的有效预测对于水资源综合管理具有重要意义。针对现有数据驱动模型不能有效反映研究对象物理机理的问题,提出了一种耦合动态方程的神经网络模型,并给出了动态方程的耦合方法。分别从数值算例和实际案例2个方面对传统网络... 水质变化趋势的有效预测对于水资源综合管理具有重要意义。针对现有数据驱动模型不能有效反映研究对象物理机理的问题,提出了一种耦合动态方程的神经网络模型,并给出了动态方程的耦合方法。分别从数值算例和实际案例2个方面对传统网络模型和机理先验前馈网络模型进行了对比计算分析,拟合程度指标和计算误差指标都表明机理性先验知识的加入可以提高网络模型的预测精度和非线性拟合能力。同时,该模型在水质预测中具有适用性和合理性。在样本数量一定的情况下,机理性先验知识的耦合是进一步提高网络计算精度的有效途径。 展开更多

关键词 水质预测 神经网络模型 耦合动态方程 机理性先验知识 Mackey-Glass混沌系统

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双混沌神经网络及其在优化问题中的应用 被引量：2

4

作者 任海鹏 陈玲娟 韩崇昭 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1366-1371,共6页

分析了三种现有的混沌神经网络模型的优化性能,针对目前混沌神经网络收敛率不高和搜索时间较长的问题提出了一种双混沌神经网络。它不同于以往的混沌神经网络改进方法,不是延长退火时间或改变混沌程度来提高网络性能,而是通过混沌迭代... 分析了三种现有的混沌神经网络模型的优化性能,针对目前混沌神经网络收敛率不高和搜索时间较长的问题提出了一种双混沌神经网络。它不同于以往的混沌神经网络改进方法,不是延长退火时间或改变混沌程度来提高网络性能,而是通过混沌迭代搜索使混沌神经网络在有限步内找到全局最优解的初值来提高收敛率与收敛速度。这种方法能使混沌神经网络在应用中具有更好的全局优化能力,并且可以缩短混沌神经网络的搜索时间,对旅行商问题求解的仿真对比和函数优化问题的仿真,说明了新方法比现有方法具有更好的收敛率和更短的搜索时间。 展开更多

关键词 暂态混沌神经网络 模拟退火 混沌迭代 双混沌神经网络 旅行商问题

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混沌神经网络模型参考自适应控制器设计 被引量：1

5

作者 吴忠强 高美静 +1 位作者 李杰 于灵慧 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期1658-1660,共3页

研究了非线性的神经网络模型参考自适应控制器设计问题。将混沌机制引入常规BP算法,利用混沌机制固有的全局游动,逃出权值优化过程中存在的局部极小点,解决了网络训练易陷入局部极小点的问题。通过训练神经网络模型参考自应用控制器和... 研究了非线性的神经网络模型参考自适应控制器设计问题。将混沌机制引入常规BP算法,利用混沌机制固有的全局游动,逃出权值优化过程中存在的局部极小点,解决了网络训练易陷入局部极小点的问题。通过训练神经网络模型参考自应用控制器和辨识器,完成了对一类复杂离散非线性系统的控制。给出了具体的算法步骤。仿真结果表明了混沌BP算法优于常规BP算法。有效地提高了控制精度和适时性。 展开更多

关键词 混沌机制 神经网络辨识器 模型参考自适应控制

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基于人工智能的光通信网络加密方案设计 被引量：3

6

作者 袁芳芳 李雪梅 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第12期169-173,共5页

针对光通信网络传输时,存在的数据被窃取以及通信光网络管理信息被篡改等风险,设计了基于人工智能的光通信网络加密方案,保证光通信网络安全。该方案结合光纤信道的信号传送方式,结合Sine和Logistic映射构建基于复合离散混沌系统,生成... 针对光通信网络传输时,存在的数据被窃取以及通信光网络管理信息被篡改等风险,设计了基于人工智能的光通信网络加密方案,保证光通信网络安全。该方案结合光纤信道的信号传送方式,结合Sine和Logistic映射构建基于复合离散混沌系统,生成混沌序列,将序列中随机选取数据信号,作为人工神经网络的输入矢量,对其学习后输出序列以及实现明文置乱,混淆明文形成的信号,调整信号位置,通过分段异扩散技术调整信号值,输出置乱数据信息;利用生成的量化机制得出密钥流,完成信号加密,获取加密密文。测试结果表明:该方案混沌性较好,平均变化强度0.9以上,在不同频率的攻击下,抗攻击性能良好,具备较好的加密效果,能够保证加密后网络的安全性。 展开更多

关键词 神经网络 光通信网络 加密方案 混沌序列 置乱数据信息 量化机制

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八面体变几何桁架机构综合的神经网络超混沌牛顿迭代法研究 被引量：2

7

作者 罗佑新 《机械设计》 CSCD 北大核心 2008年第11期26-28,共3页

神经网络是高度复杂的非线性动力系统,存在着混沌现象。通过消除暂态混沌神经元的模拟退火策略,产生了一种可以永久保持混沌搜索的混沌神经元。研究了由4个该混沌神经元连接的单向循环混沌神经网络拓扑结构和混沌神经网络中存在超混沌... 神经网络是高度复杂的非线性动力系统,存在着混沌现象。通过消除暂态混沌神经元的模拟退火策略,产生了一种可以永久保持混沌搜索的混沌神经元。研究了由4个该混沌神经元连接的单向循环混沌神经网络拓扑结构和混沌神经网络中存在超混沌现象。应用神经网络超混沌系统产生牛顿迭代法的初始点,首次提出了基于神经网络超混沌的牛顿迭代法求解非线性方程组的新方法。八面体变几何桁架机构综合实例表明了该方法的正确性与有效性。 展开更多

关键词 超混沌神经网络 变几何桁架机构 非线性方程组

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模糊混沌神经网络的构建方法研究

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作者 刘霞 杨秀菊 +2 位作者 金树波 李云鹏 房云峰 《科学技术与工程》 2010年第6期1414-1417,1424,共5页

基于混沌神经网络的构建过程,提出一种构建模糊混沌神经网络(FCNN)的方法,在介绍了BP算法及混沌神经网络概念的基础上,给出了混沌BP算法,并提出了基于混沌BP算法的模糊混沌神经元的动态模型,从而构建模糊混沌神经网络。主要讨论所构建... 基于混沌神经网络的构建过程,提出一种构建模糊混沌神经网络(FCNN)的方法,在介绍了BP算法及混沌神经网络概念的基础上,给出了混沌BP算法,并提出了基于混沌BP算法的模糊混沌神经元的动态模型,从而构建模糊混沌神经网络。主要讨论所构建的模糊混沌神经网络的模糊特性、耗散性和李亚普诺夫性能指标。给出了模型具有模糊特性的几个特征,以及满足耗散性和混沌特性的条件。仿真实验表明所提出的模糊混沌神经元模型既具有模糊特性又具有混沌特性。 展开更多

关键词 混沌机制 混沌神经网络 混沌BP算法 模糊混沌神经元

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基于神经网络的柠檬酸蒸发过程的优化控制

9

作者 须文波 潘丰 林金星 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第5期452-454,461,共4页

针对柠檬酸双效蒸发器存在关联耦合严重、环境干扰不确定、非线性、时滞等现象,采用软测量技术建立其完成液浓度的神经元网络模型,在此基础上运用混沌优化法进行了稳态优化控制研究 结果表明,该方法易于程序实现、求解精度高,已取得较... 针对柠檬酸双效蒸发器存在关联耦合严重、环境干扰不确定、非线性、时滞等现象,采用软测量技术建立其完成液浓度的神经元网络模型,在此基础上运用混沌优化法进行了稳态优化控制研究 结果表明,该方法易于程序实现、求解精度高,已取得较好的节能效果。 展开更多

关键词 双效蒸发器 神经元网络 软测量 混沌优化

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CSSA-DWNN算法的机器人焊接工艺参数优化研究 被引量：2

10

作者 朱广明 华亮 +1 位作者 赵佳皓 羌予践 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2023年第7期48-53,共6页

使用机器人进行焊接作业是提升工业生产效率的重要手段,合理的工艺参数是保障机器人焊接质量的关键。针对现有焊接工艺参数优化方法易陷入局部最小、训练时间长、拟合精度不高的问题,提出了一种混沌麻雀搜索算法优化双权值神经网络的新... 使用机器人进行焊接作业是提升工业生产效率的重要手段,合理的工艺参数是保障机器人焊接质量的关键。针对现有焊接工艺参数优化方法易陷入局部最小、训练时间长、拟合精度不高的问题,提出了一种混沌麻雀搜索算法优化双权值神经网络的新算法。该方法利用混沌麻雀搜索算法的全局搜索能力为双权值神经网络的方向权值、核心权值、幅值选取最优参数。提出了基于新算法的焊接工艺参数优化方法,建立焊接工艺参数与焊接质量之间的映射模型,获取最优焊接参数。分别采用模拟数据与实测激光焊接实验数据对所提方法进行测试,结果表明,混沌麻雀搜索算法优化的双权值神经网络迭代速度快、拟合精度高,较传统的双权值神经网络和径向基神经网络性能更优,适用于工业生产中焊接机器人工艺参数的高效设定。 展开更多

关键词 焊接机器人 双权值神经网络 混沌麻雀搜索算法 参数优化

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基于时间注意力机制的时滞混沌系统参数辨识模型 被引量：3

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作者 尹聪 胡汉平 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2023年第3期842-847,共6页

针对时滞混沌系统在时滞未知条件下的参数及时滞辨识问题,提出基于时间注意力机制的时滞混沌系统参数辨识模型——PINN-TA。首先,采用时间注意力机制提取系统状态序列的关联特征,以实现对系统时滞的辨识;其次,利用循环神经网络(RNN)隐... 针对时滞混沌系统在时滞未知条件下的参数及时滞辨识问题,提出基于时间注意力机制的时滞混沌系统参数辨识模型——PINN-TA。首先,采用时间注意力机制提取系统状态序列的关联特征,以实现对系统时滞的辨识;其次,利用循环神经网络(RNN)隐式地近似系统微分方程,形成关于系统参数的代数方程;最后,将代数方程的根作为参数辨识的结果。分别以时滞Logistic方程、Ikeda微分方程和Mackey-Glass混沌系统等典型时滞混沌系统作为待辨识系统,对PINN-TA模型和多种智能搜索算法进行对比实验。仿真结果表明,相较于人工雨滴算法(ARA)、混合布谷鸟搜索算法(HCS)、全局花朵授粉算法(GFPA)、元胞自动机鲸鱼算法(CWA)等现有智能搜索算法,PINN-TA模型对参数和时滞的辨识误差降低了90.31%~99.36%,且辨识耗时缩短至18.59~19.43 ms。可见,PINN-TA模型能够满足精度和实时性要求,为时滞混沌系统参数及时滞辨识提供可行的解决方案。 展开更多

关键词 时滞混沌系统 参数辨识 循环神经网络 时间注意力机制 状态序列

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基于改进果蝇优化BP神经网络的冲击地压预测 被引量：6

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作者 刘晓悦 李朋园 《矿业安全与环保》 北大核心 2018年第3期55-60,共6页

针对煤矿开采过程中存在非线性、强耦合性等特点导致的动力灾害难以预测的问题,引入一种候选解的线性生成机制(LGMS)、混沌搜索、粒子群算法(PSO)和模拟退火算法(SA)修正果蝇算法(IFOA),利用改进后的果蝇优化算法良好的搜索全局最优解... 针对煤矿开采过程中存在非线性、强耦合性等特点导致的动力灾害难以预测的问题,引入一种候选解的线性生成机制(LGMS)、混沌搜索、粒子群算法(PSO)和模拟退火算法(SA)修正果蝇算法(IFOA),利用改进后的果蝇优化算法良好的搜索全局最优解的能力,自适应地调整BP网络的权值和阈值,建立了煤岩冲击地压灾害预测模型。以唐山开滦煤矿样本数据为例进行仿真验证,结果表明其鲁棒性和测量精度明显提高,且网络具有较强的收敛性能和优化能力。 展开更多

关键词 候选解的线性生成机制 混沌搜索 粒子群算法 模拟退火算法 BP神经网络 冲击地压 鲁棒性

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